CZ443885A3 - Dna sequence used for assuring expression of polypeptide product - Google Patents
Dna sequence used for assuring expression of polypeptide product Download PDFInfo
- Publication number
- CZ443885A3 CZ443885A3 CS854438A CS443885A CZ443885A3 CZ 443885 A3 CZ443885 A3 CZ 443885A3 CS 854438 A CS854438 A CS 854438A CS 443885 A CS443885 A CS 443885A CZ 443885 A3 CZ443885 A3 CZ 443885A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- dna
- erythropoietin
- polypeptide
- strand
- dna strand
- Prior art date
Links
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
Řetězec DNA pro použití k zajištění exprese polypeptidového produktuA DNA strand for use in ensuring the expression of a polypeptide product
Oblast technikyField of technology
Vynález se týká řetězce DNA pro použití k zajištění exprese polypeptidového produktu, jehož struktura alespoň částečně odpovídá struktuře erythropoetinu člověka nebo opice. Vanález se rovněž týká způsobu výroby těchto řetězců a farmaceutických prostředků, obsahujících produkty exprese těchto řetězců.The invention relates to a DNA strand for use in expressing a polypeptide product whose structure at least partially corresponds to that of human or monkey erythropoietin. Vanález also relates to a process for the manufacture of these chains and to pharmaceutical compositions containing the expression products of these chains.
Dosavadní stav technikyState of the art
A.Manipulace s genetickými materiályA. Manipulation with genetic materials
Genetické materiály je možno v širším významu definovat jako ty chemické struktury, které plánují a provádějí výrobu složek buněk a virů. Polymerní látky s dlouhým řetěz cem, kyseliny desoxyribonukleové (DNA) nesou genetivký mate riál všech živých buněk a virů s výjimkou některých virů, jejichž genetický materiál nese kyselina ribonukleová (PNA) Opakujícími se jednotkami v polymerní molekule DNA jsou čty ři různé nukleotidy, z nichž každý je tvořen purinem (adenin nebo guanin) nebo pyrimidinem (thymin nebo cytosin), vázaným na desoxyribózu s navázanou fosfátovou skupinou. Vazba nukleotidů v lineární polymerní formě se uskutečňuje prostřednictvím 5-fosfátu nukleotidu na jedné straně a prostřednictvím 3- hydroxylové skupiny na straně druhé. Funkční SNA se vyskytuje ve formě dvojitých stálých řetězců, které vznikají z jednoduchých řetězců nukleotidů ( nazývaných deoxyoligonukleotidy), řetězce jsou spojeny vodíkovou vazbou mezi purinovými a pyrimidinovými bázemi (jde tedy o “komplementární spojení mezi adeninem (A) a thyminem (T) nebo guaninem (G) a cytosinem (C) ). Nukleotidy jsou obvykle nazývány podle jednotlivých purinových a pyrimidinových baží a komplementární spojení nukleotidů v DNA s dvojitým řetězcem ( tj. A-T a G-C) je nazýváno “ páry baží“. Ribonukleová kyselina je polynukleotid, který obsahuje adenin, guanin, cytosin a místo thaminu uráčil (U) vázaný na ribózu a fosfátovou skupinu·Genetic materials can be broadly defined as those chemical structures that plan and carry out the production of cell components and viruses. Long-chain polymeric substances, deoxyribonucleic acid (DNA), carry the genetic material of all living cells and viruses, with the exception of some viruses whose genetic material carries ribonucleic acid (PNA). each consists of a purine (adenine or guanine) or pyrimidine (thymine or cytosine) bound to a phosphate-bound deoxyribose. The binding of nucleotides in linear polymeric form takes place via the nucleotide 5-phosphate on the one hand and via the 3-hydroxyl group on the other. Functional SNA occurs in the form of double permanent chains, which arise from single nucleotide chains (called deoxyoligonucleotides), the chains being joined by a hydrogen bond between purine and pyrimidine bases (thus a "complementary linkage between adenine (A) and thymine (T) or guanine (G) and cytosine (C)). Nucleotides are usually named according to the individual purine and pyrimidine bases, and the complementary association of nucleotides in double-stranded DNA (i.e., A-T and G-C) is called "base pairs." Ribonucleic acid is a polynucleotide that contains adenine, guanine, cytosine and instead of thamine uracil (U) bound to ribose and phosphate group ·
Velmi krátce uvedeno, plánovací funkce DNA je obvykle uskutečňována postupem, při němž dochází k přepisu” sledu nukleotidů (genu) do poměrně nestálé mRNA. Tato mRNA slouží jako templát pro tvorbu strukturních, řídících a katalytických bílkovin z aminokyselin. Proces “translace za účinnosti mRNA v sobe zahrnuje interakce malých řetězců RNA (tRNA), které jsou klíčem pro přenos jednotlivých aminokyselin v průběhu řetězce mRNA, aby tak mohlo dojít k tvorbě polypeptidů se správným sledem aminokyselin. Toto “poselství“ mRNA, odvozené od DNA a zajištující interakci tRNA a orientaci kterékoliv z dvaceti aminokyselin je podkladem pro expresi na základě tripletů (kodonů), tj. sledů tří po sobě jdoucích nukleotidů. Tvorba bílkoviny je vrcholhou formou exprese plánovaného genetického poselství, které je ukryto ve sledu nukleotidů určitého genu.Very briefly, the planning function of DNA is usually performed by a process in which a sequence of nucleotides (genes) is transcribed into relatively unstable mRNA. This mRNA serves as a template for the formation of structural, control and catalytic proteins from amino acids. The process of mRNA translation involves small RNA (tRNA) interactions, which are key to the transfer of individual amino acids throughout the mRNA strand, so that polypeptides with the correct amino acid sequence can be generated. This DNA-derived mRNA "message", which provides the tRNA interaction and orientation of any of the twenty amino acids, is the basis for expression based on triplets (codons), ie sequences of three consecutive nucleotides. Protein production is the culmination of the expression of a planned genetic message that is hidden in the nucleotide sequence of a particular gene.
Promotory jsou sledy DNA, které jsou obvykle uloženy před genem v polymeru DNA a představují místo, v němž počíná transkripce do mBNA. Řídícím sledem DNA, nacházejícím se obvykle ' také před genem v daném polymeru DNA zahrnuje bílkovinu, která určuje častost nebo rychlost počátku transkripce.Promoters are sequences of DNA that are usually placed in front of a gene in a DNA polymer and represent the site at which transcription into mBNA begins. The DNA control sequence, usually also located in front of the gene in a given DNA polymer, includes a protein that determines the frequency or rate of onset of transcription.
Systém promotor/řídící sled nebo pouze řídící systém je tedy sled, který je uložen před genem ( nebo před geny) ve funkčním polymeru DNA a který určuje, zda dojde k transkripci a popřípadě k expresi určitého genu. Sledy DNA, které jsou uloženy za genem nebo za geny v polymemí DNA znamenají signál pro ukončení transkripce do mRNA, jde tedy o terminační sledy.Thus, a promoter / control sequence or control system only is a sequence that is placed in front of a gene (or genes) in a functional DNA polymer and that determines whether a particular gene is transcribed and, where appropriate, expressed. DNA sequences that are located downstream of the gene or genes in polymeric DNA are a signal to terminate transcription into mRNA, and are therefore termination sequences.
Středem pozornosti mikrobiologů v posledním destiletí bylo úsilí o průmyslovou výrobu látek, důležitých z průmyslového nebo farmaceutického hlediska při použití orgmiemů, které ve svém genetickém materiálu původné neměly zahrnutu informaci, týkající se požadovaného produktu nebo ( v případě savčích buněk v tkáňové kuti túře) u nich obvykle nedochází k expresi chromosomálního genu ve větším měřítku. V tomyo případě se gen, který je specifický pro strukturu požadovaného polypeptidu buS izoluje z organismu, který tento gen obsahuje nebo se vyrobí chemicky a pak se nastálo včlení do jiného organismu, kterým je obvykle normálním způsobem se rozmnožující jednobuněčný organismus, například bakterie, kvasinka nebo savčí buňka v tkáňové kultuře. Jakmile k tomu jednou dojde, dojde i k běžné činnosti existujícího mechanismu buňky pxBxtxaRxfBxmssx v této transformované buňce po transfekci ke konstrukci požadovaného produktu, přičemž exogenní DNA se užívá jako templát pro transkripci mKNA s následující translací za vzniku kontinuálního sledu aminokyselinových zbytků.The focus of microbiologists in the last decade has been on the industrial production of substances that are important from an industrial or pharmaceutical point of view using orgymes that did not initially include information in their genetic material regarding the desired product or (in the case of mammalian cells in tissue tissue) the chromosomal gene is usually not expressed on a larger scale. In this case, a gene that is specific for the structure of the desired buS polypeptide is isolated from an organism that contains the gene or produced chemically and then permanently incorporated into another organism, which is usually a normally reproducing unicellular organism, such as bacteria, yeast or mammalian cell in tissue culture. Once this occurs, the existing pxBxtxaRxfBxmssx cell mechanism in this transformed cell is transfected into the transformed cell to construct the desired product, with exogenous DNA being used as a template for mKNA transcription followed by translation to form a continuous sequence of amino acid residues.
V oboru je známa celé řada publikací, které se týkají metod s použitím rekombinantní DNA pro izolaci, syntézu, čištění a množení genetického materiálu pro použití k transformaci zvoleného hostitelského organismu. V US paten tovém spisu č. 4 237 224 (Cohen a další) se například popisuje transformace jednobuněčného hostitele působením hybridní” virové nebo cirkulární plasmidové DNA, která obsahuje zvolené sledy exogenní DNA. Při provádění způsobu, který je zahrnut v uvedeném patentovém spisu se postupuje tak, že se nejprve získá vektor pro transformaci enzymatickým rozštěpením virové nebo cirkulární plasmidové DNA za vzniku liněárních řetězrů DNA. Použitím obdobných enzymů se pak připraví vybrané exogenní” nebo he terologní řetězce, které obvykle obsahují kodovou oblast pro požadovaný produkt, a to rovněž v lineární formě.A variety of publications are known in the art that relate to recombinant DNA methods for isolating, synthesizing, purifying, and propagating genetic material for use in transforming a selected host organism. For example, U.S. Patent No. 4,237,224 (Cohen et al.) Discloses the transformation of a single cell host by the action of hybrid viral or circular plasmid DNA that contains selected sequences of exogenous DNA. In carrying out the method included in said patent, the procedure is to first obtain a vector for transformation by enzymatic digestion of viral or circular plasmid DNA to form linear DNA strands. Using similar enzymes, selected exogenous or heterologous chains are usually prepared, which usually contain the coding region for the desired product, also in linear form.
Lineární virová nebo plasmidová DNA se pak inkubuje s exogenní DNA za přítomnosti enzymů pro vazbu, které umožňují opětné navázání fragmentů za vzniku hybridních vektorů, které obsahují zvolený segment exogenní DNA, kte rý je vsunut” do virové nebo cirkulární plasmidové DNA.The linear viral or plasmid DNA is then incubated with the exogenous DNA in the presence of binding enzymes that allow the fragments to rejoin to form hybrid vectors that contain a selected segment of exogenous DNA that is inserted into the viral or circular plasmid DNA.
Transformace vhodného jednobuněčného hostitele takto získaným hybridním vektorem vede ke tvorbě mnohočetných kopií exogenní DNA v populaci hostitelských buněk V některých případech je požadovaným výsledkem prosté pomnožení cozorodé DNA a získaným produktem je tedy samot· ná tato DNA. Častěji je však cílem celé transformace exprese exogenní DNA buňkami hostitele ve větším měřítku, takže je možno získat izolovatelné množství komerčně významných fragmentů bílkovin nebo polypeptidů, pro něž je kódem exogenní DNI. Podobné postupy byly popsány také v dalších patentových spisech, například v US patentových spisech č. 4 264 731,(Shine), 4 273 875 (Manis), 4 293 652 (Cohen) a v evropském patentovém spisu č. 93 619 z 9· listopadu 1983«Transformation of a suitable unicellular host with the hybrid vector thus obtained results in the production of multiple copies of exogenous DNA in the host cell population. More often, however, the whole transformation goal is to express exogenous DNA by host cells on a larger scale, so that isolatable amounts of commercially important protein fragments or polypeptides encoding exogenous DNI can be obtained. Similar procedures have also been described in other patents, such as U.S. Patent Nos. 4,264,731 (Shine), 4,273,875 (Manis), 4,293,652 (Cohen), and European Patent Specification No. 93,619, November 1983 «
Vývoj specifických sledů DNA pro včlenění do vektorů DNA je možno provést nejrůznějším způsobem, které do značné míry závisí na cizorodosti dárce’' vzhledem k předpokládanému hostiteli a na velikosti molekuly polypeptidu, k jehož expresi mé v organismu hostitele dojít.The development of specific DNA sequences for incorporation into DNA vectors can be accomplished in a variety of ways, which depend to a large extent on the foreignness of the donor to the intended host and the size of the polypeptide molecule to be expressed in the host organism.
Ve velkém zjednodušení je možno uvést základní tři způsoby, a toIn great simplification, the basic three ways can be mentioned, namely
1) způsob, který psočívá v izolaci sledu DNA s dvojitým řetězcem z genomu dárce,1) the method involved in isolating the double-stranded DNA sequence from the donor genome,
2) způsob, který spočívá v chemické výrobě sledu DNA, který je kódem pro požadovaný polypeptid a2) a method which chemically produces a DNA sequence which encodes a desired polypeptide a
3) syntéza DNA s dvojitým řetězcem in vitro při použití enzymu tak zvanou reversní transkripcí mfiNA, která byla izolována z buněk dárce.3) double-stranded DNA synthesis in vitro using an enzyme called mfiNA reverse transcription, which was isolated from donor cells.
Způsoby, při nichž dochází ke tvorbě DNA, která je komplementární příslušné mENA se obvykle uvádějí V, 'ý.' \ jako způsoby s použitím cDNA. VMethods for generating DNA that is complementary to a given mENA are generally described in \ As methods using cDNA. IN
Výroba sledu DNA je často metodou volby v případě, že je znám celý sled zbytků aminokyselin požadovaného polypeptidů. Tento postup je popsán například v US patentové přihlášce č. 483 451 (Alton), která byla podána 15. dubna 1983 a zveřejněna 24.listopadu 1983 jako W083/04D53). V této publikaci se popisují prostředky, které dovolují dosáhnout velmi dobrých výsledků, jako: možnost zavedení alternačních kodonů, které obvykle jsou v genech nacházeny, zvláště v těch, k jejichž vysoké expresi dochází v organismu hostitele ( jde například o preferenční kodony pro případ použití určitého hostitele, například kvasinek nebo E. coli), déle zajištění nepřítomnosti nepřenášeného intronu, tj. uvnitř uloženého sledu, který je často a běžně přítomen v genomické LNA savců a ovšem také v příslušné mENA a není dále zpracováván buňkou prokaryotického hostitele, dále zábrana exprese nepožadovaných vedoucích sledů polypeptidů, které jsou běžně přítomny, ale nejsou snadno odštěpovány z výsledného polypeptidů buňkami bakterií nebo kvasinek, dále zajištění dobrého včlenění ;NA do vhodného vektoru pro expresi ve spojení s požadovaným systémem promotor/relulátor (řídící sled) a se sledem pro ukončení přenosu a konečně konstrukce genů, které jsou kódem pro fragmenty polypeptidů a pro analogy požadovaných polypeptidů.DNA sequence production is often the method of choice when the entire amino acid residue sequence of the desired polypeptide is known. This procedure is described, for example, in U.S. Patent Application No. 483,451 (Alton), filed April 15, 1983 and published November 24, 1983 as WO83 / 04D53). This publication describes means that allow very good results to be obtained, such as: the possibility of introducing alternating codons that are usually found in genes, especially those which are highly expressed in the host organism (for example, preferential codons for the use of a certain host, such as yeast or E. coli), to ensure the absence of an untransmitted intron, ie within a stored sequence that is often and commonly present in mammalian genomic LNA and polypeptide leader sequences that are normally present but not readily cleaved from the resulting polypeptide by bacterial or yeast cells, as well as ensuring good incorporation; and finally the construction of genes that encode polypeptide fragments and for a of the desired polypeptides.
V případě, že není znám celý sled aminokyselinových zbytků v požadovaném polypeptidů, není možno vyrobit sled DMA přímo a metodou volby se pak stává izolace sledu DNA, který je kódem pro požadovaný polypeptid metodou s použitím cDNA přes potenciální nevýhody. Tímto způsobem je možno získat vektory pro expresi, zajišíující vysokou úroveň mikrobiální exprese, tak jak bylo uvedeno svrchu. Jedním ze standardních postupů pro izolaci sledu cDNA požadovaného výsledného produktu je příprava cDNA plasmidů, získané reversní transkripcí mENA, která se ve velkém množství nachází v buňkách “dárce. Jde například o celou skupinu vzorků cDNA, odvozených z buněk hypofyzy, při jejichž použití dochází k expresi poměrně značných množství růstového hormonu jako výsledného produktu. Tam, kde jsou známy podstatné části sledu aminokyselinových zbytků polypeptidů, je možno užít značených sledů DNA s jedním řetězcem, které se spojují na sledy, pravděpodobně přítomně v cílové cDNA. Tyto sledy se pak používají k hybridizačním postupům DNA/DNA, které jsou prováděny na klonovaných kopiích cDNA, denaturovaných na formu s jedním řetězcem., Tyto postupy byly popsány například v US patentovém spisu č. 4 394 443 (Weisman a další) a v celé’ řadě publikací, například Wallace a další, Nuc. Acids. Res. 6, str. 3543-3557 (1979), Reyes a další, P.N.S.S. (USA) 79, str. 3270-3274 (1982) a Jaye a další, Nuc. Acids Res. 11, str. 2325^-2335 (1983). Rovněž v US patentovém spisu č.If the entire sequence of amino acid residues in the desired polypeptide is not known, the DMA sequence cannot be produced directly and the DNA sequence encoding the desired polypeptide by the cDNA method becomes the method of choice despite the potential disadvantages. In this way, expression vectors can be obtained which provide a high level of microbial expression, as mentioned above. One of the standard procedures for isolating the cDNA sequence of the desired end product is the preparation of cDNA plasmids, obtained by reverse transcription of mENA, which is found in large quantities in the donor's cells. For example, it is a whole group of cDNA samples derived from pituitary cells that use relatively large amounts of growth hormone as a final product. Where substantial portions of a sequence of amino acid residues of polypeptides are known, labeled single-stranded DNA sequences can be used that join to the sequences, presumably present in the target cDNA. These sequences are then used for DNA / DNA hybridization procedures, which are performed on cloned copies of cDNA denatured to a single-stranded form. These procedures have been described, for example, in U.S. Patent No. 4,394,443 (Weisman et al.) And throughout A number of publications, such as Wallace et al., Nuc. Acids. Res. 6, pp. 3543-3557 (1979), Reyes et al., P.N.S.S. (USA) 79, pp. 3270-3274 (1982) and Jaye et al., Nuc. Acids Res. 11, pp. 2325-2335 (1983). Also in U.S. Pat.
358 535 (Falkow a další) se popisuje hybridizace tynu DNA/DNA při provádění diagnóz, v uveřejněné evropské paten tové přihlášce č. 70685 a 70687 se popisuje způsob značení polynukleotidů s jedním řetězcem. Davis a další v A Manuál for Genetic Engineering, Advanced Bacterial Genetics Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y. (1980) str. 55-58 a 174-176 je popsána hybridizace kolonií a plaků a v brožuře New England Nuclear (Boston, Masa.) pro membránové materiály, určené pro piseax vyhledávání genů je možno nalézt instrukce pro přenos a hybridizaci DNA a RNA (Katalogové číslo NEF-972).U.S. Patent No. 358,535 (Falkow et al.) Discloses DNA / DNA tyn hybridization in diagnosing, and European Patent Application Publication Nos. 70685 and 70687 disclose a method for labeling single-stranded polynucleotides. Davis et al., In A Manual for Genetic Engineering, Advanced Bacterial Genetics, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y. (1980) pp. 55-58 and 174-176 describe the hybridization of colonies and plaques, and instructions for the transfer and hybridization of DNA and RNA can be found in the brochure New England Nuclear (Boston, Mass.) For membrane materials intended for piseax gene search. (Catalog number NEF-972).
Z významnějších novinek hybridizačních postupů při rekombinantním klonování je nutno uvést například použití ^značených smíšených vzorků synthetických oligonukleotidů, z nichž každý je potenciálním úplným doplňkem specifického sledu DNA v hybridizačním vzorku včetně heterogenní směsi SNA nebo DNA s jednoduchým řetězcem. Tyto postupy jsou zvláště dobře použitelné při vyhledávání klonů cDNA, odvozených ze zdrojů, v nichž je k disposici velmi malé množství mBNA pro požadovaný polypeptid. Smysl postupu spočívá v tom, že se volí omezené hybridizační podmínky tak, aby pokud možno nedocházelo k nepspecifickým vazbám při následné autoradiografické visualizaci specifického klonu cDNA při hybridizaci cílové DNA na tento jediný vzorek, který je ve směsi úplným komplematem uvedeného sledu. Tyto postupy byly popsány v různých publikacích, například Wallace a další, Nuc. Acids Res. 9, str. 879-897 (1981), Suggs a další, P.N.A.S. (USA) 78, str. 6613-6617 (1981), Choo a další, Nátuře 299, str. 178-180 (1982), Kurachi a další, P.N.A.S. (USA) 79, str. 6461-6464 (1982), . Ohkubo a další, P.N.A.S. (USA) 80, str. 2196-2200 (1983) a Kornblihtt a další, P.N.A.S.(USA) 80, str. 321S-3222 (1983). Obecně je možno.uvést, že postupy s použitím smíšených vzorků, tak jak byly uvedeny v publikaci Wallace a dalších (1981) byly dále rozpracovávány různými pracovníky tak, že bylo možno dosáhnout uspokojivých výsledků při izolaci klonůcDNA při použití směsi 32 řetězců o délce 16 baží s různým sledem baží spolu s jedním řetězcem o délce 11 baží k uskutečnění oboustranného potvrzení” přítomnosti požadované cDNA, jak bylo popsáno v publikaci Singer-Sam a další P.N.A.S. (USA) 80, str. 802-806 (1983).Among the major innovations in recombinant cloning hybridization procedures are, for example, the use of labeled mixed samples of synthetic oligonucleotides, each of which is a potential complete complement to a specific DNA sequence in the hybridization sample, including a heterogeneous mixture of SNA or single-stranded DNA. These methods are particularly useful in screening cDNA clones derived from sources in which a very small amount of mBNA is available for the desired polypeptide. The purpose of the procedure is to select limited hybridization conditions so that, as far as possible, non-specific binding does not occur in the subsequent autoradiographic visualization of a specific cDNA clone when hybridizing the target DNA to this single sample, which is a complete complement of the sequence. These procedures have been described in various publications, such as Wallace et al., Nuc. Acids Res. 9, pp. 879-897 (1981), Suggs et al., P.N.A.S. (USA) 78, pp. 6613-6617 (1981), Choo et al., Nature 299, pp. 178-180 (1982), Kurachi et al., P.N.A.S. (USA) 79, pp. 6461-6464 (1982),. Ohkubo et al., P.N.A.S. (USA) 80, pp. 2196-2200 (1983) and Kornblihtt et al., P.N.A.S. (USA) 80, pp. 321S-3222 (1983). In general, mixed sample procedures, as described in Wallace et al. (1981), have been further developed by various workers to obtain satisfactory results in isolating DNA clones using a mixture of 32 strands of 16 bases. with a different sequence of baits along with a single strand of 11 baits to perform double-sided confirmation of the presence of the desired cDNA, as described in Singer-Sam and other PNAS (USA) 80, pp. 802-806 (1983).
Použití DNA izolované z genomů je společným znakem alespoň tří svrchu uvedených postupů pro získání sledů DNA, specifických pro použití v rekombinantníeh postupech. Zvláště to platí při postupech, které mají zajistit mikrobiální expresi polypeptidů savců, kde je hlavním problémem komplexnost DNA genomu savců. Existují poměrně vhodné postupy pro fágem nesené směsi DNA genomu člověka a dalších savců, jak bylo popsáno například v Lawn a dlší,The use of DNA isolated from genomes is a common feature of at least the three methods mentioned above for obtaining DNA sequences specific for use in recombinant methods. This is especially true for methods to ensure microbial expression of mammalian polypeptides, where the complexity of the mammalian genome DNA is a major problem. There are relatively suitable procedures for phage-borne mixtures of human and other mammalian genome DNA, as described, for example, in Lawn et al.
Cell 15> str. 1157^1174 (1978), kde se popisuje postup pro získání knihovny lidského genomu, nazývané Maniatis Library, Kam a další, P.N.A.S. (USA) 77, str. 5172-5176 (1980), publikace se vztahuje k lidské genomové knihovně založené na štěpení endonukleázami a Blattner a další, Science 196, str. 161 - 169 (1977), kde se popisuje konstrukce knihovny genomu skotu. Na druhé straně bylo pro13 vedeno jen velmi málo úspěšných pokusů s hybridizačními postupy při získávání DNA genomu v případě, že nebyl předem dobře znám sled aminokyselin nebo sled baží příslušná DNA· Příkladem může být publikace Piddes a delší, J. Mol· and App. Genetics 1, str. 3 až 18 (1981), kde se popisuje úspěšná izolace genu, který je kódem pro podjednotku a lidského pituitárního glykoproteinu ( hormonu) z Maniatis Library” při použití vzorku o “plné délce” 621 párů baží z předem izolovaného sledu cDNA pro podjednotku a. Dalším příkladem může být publikace Das a další, P.N«A.S. (USA)Cell 15, pp. 1157-1174 (1978), which describes a procedure for obtaining a human genome library called the Maniatis Library, Kam et al., P.N.A.S. (USA) 77, pp. 5172-5176 (1980), the publication relates to a human genomic library based on endonuclease digestion, and Blattner et al., Science 196, pp. 161-169 (1977), which describes the construction of a bovine genome library. On the other hand, very few successful hybridization procedures have been performed in the genome to obtain DNA from the genome in the absence of a well-known amino acid sequence or sequence of DNA. Examples include Piddes et al., J. Mol., And App. Genetics 1, pp. 3-18 (1981), which describes the successful isolation of the gene encoding the subunit and human pituitary glycoprotein (hormone) from the Maniatis Library "using a" full length "sample of 621 pairs based on a pre-isolated sequence Another example is Das et al., PN «AS (USA)
80, str. 1531-1535 (1983), kde se popisuje izolace klonů lidského genomu pro lidský HLA-DR při použití synthetického3 oligonukleotidu o 175 pórech baží· Konečně Anderson a další v P.NoA.S. (USA) 80, str. 6838-6842 (1983) popisují izolaci klonu z genomu pro pankreatický inhibitor trypsinu skotu (BPTI) při použití jediného vzorku o délce 86 párů baží, vzorek byl konstruován podle známého sledu aminokyselin v BPTI. Autoři uvádějí nedostatečné metody pro izolaci mRNA, která by byla vhodná pro získání sbírky cDNA v důsledku zjevně příliš nízké hladiny mRNA ve slinné žláze a v plicní zkáni, které byly zdrojem této kyseliny a popisují také možnosti sledování genomu při použití směsi značených vzorků, přičemž uvádějí, že:80, pp. 1531-1535 (1983), describe the isolation of clones of the human genome for the human HLA-DR using synthetic oligonucleotide 3 175 pores covet · Finally, Anderson et al in P.NoA.S. (USA) 80, pp. 6838-6842 (1983) describe the isolation of a clone from the genome for a pancreatic bovine trypsin inhibitor (BPTI) using a single sample of 86 bp, the sample was constructed according to the known amino acid sequence in BPTI. The authors report insufficient methods for isolating mRNA that would be suitable for obtaining cDNA collection due to apparently too low levels of mRNA in the salivary gland and lung tissue, which were the source of this acid, and describe genome monitoring using a mixture of labeled samples. that:
obecněji řečeno, byly použity vzorky, které obsahovaly směs sledů oligonukleotidů k izolaci bílkovinných genů s neznámým sledem ze směsi cDNA. Tyto vzorky mají obvykle formu směsi 8 až 32 oligonukleotidů o délce 14 až 17 nukleotidů, které představují nejrůznějšé možné kombinace kodonů pro malé sledy ( 5 až 6 zbytků) aminokyselin. Za omezených podmínek hybridizace, které omezují vznik vzorků s nesprávnými páry baží mohou tyto vzorky napomoci ke zjištění specifického sledu genu ve směsi klo nů, která není příliš komplexní. Vzhledem ke své malé délce a ke své heterogenitě však vzorek nemá specifičnost jaké by bylo zapotřebí ke zjištění tak komplexních sledů, jakými jsou sledy v genomu savců. Tímto způsobem je tento postup nepoužitelný při izolaci bílkovinných genů savců v případě, že není možno získat odpovídající mRNA.more generally, samples containing a mixture of oligonucleotide sequences were used to isolate protein genes of unknown sequence from the cDNA mixture. These samples are usually in the form of a mixture of 8 to 32 oligonucleotides 14 to 17 nucleotides in length, which represent a variety of possible codon combinations for small sequences (5 to 6 residues) of amino acids. Under limited hybridization conditions, which limit the formation of samples with incorrect pairs, these samples can help identify a specific gene sequence in a mixture of clones that is not very complex. However, due to its short length and heterogeneity, the sample does not have the specificity needed to detect such complex sequences as those in the mammalian genome. In this way, this procedure is not applicable to the isolation of mammalian protein genes if the corresponding mRNA cannot be obtained.
Je tedy zřejmé, že existuje trvalá potřeba navrhnout zlepšené metody pro uskutečnění rychlé a účinné izolace klonů cDNA v případech, kde nejsou k disposici dostatečné informace, týkající se sledu aminokyselin polypeptidu, pro nějž má gen být kódem a kde nejsou k dispo sici obohacené tkáně jako zdroj mRNA pro kostrukci směsi cDNA Takto zlepšené metody by byly zvláště užitečné v případě, že by je bylo možno aplikovat na izolaci genů genomu savců, u nichž jsou k disposici pouze omezené informace, týkající se sledů aminokyselin v polypeptidech, pro než jsou kódem hledané geny.Thus, there is a continuing need to design improved methods for rapid and efficient isolation of cDNA clones in cases where insufficient information is available regarding the amino acid sequence of the polypeptide to be encoded and where enriched tissues are not available as source of mRNA for the construction of a cDNA mixture Such improved methods would be particularly useful if they could be applied to the isolation of genes in the mammalian genome for which only limited information is available regarding the amino acid sequences in polypeptides encoded by the genes sought. .
Erythropoetin jako cílový polypeptidErythropoietin as a target polypeptide
Erythropoesa, tj. tvorba červených krvinek probíhá kontinuálně po cellý život k náhradě buněk, které podlehly destrukci. Jde o velmi přesně řízený fysiologický pochod, který umožňuje, aby bylo k disposici dostatečné množství červených krvinek v krvi pro dobré okysličení tkání, krvinek všsk nesmí být tolik, aby byl omezen oběh krve. Červené krvinky se vytváří v kostní dřeni a jejich tvorba je řízena hormonem erythropoetinem.Erythropoiesis, ie the formation of red blood cells, takes place continuously throughout cell life to replace cells that have been destroyed. This is a very precisely controlled physiological process that allows sufficient red blood cells to be available in the blood for good tissue oxygenation, but there must not be enough blood cells to restrict blood circulation. Red blood cells are made in the bone marrow and their production is controlled by the hormone erythropoietin.
Erythropoetin je kyselý glykoprotein s molekulou o molekulové hmotnosti přibližně 34 000 jednotek a může se vyskytovat ve třech formách: α, β a asialo. Formy a a β se od sebe poněkud liší v uhlohydrátové složce, ale mají stejnou účinnost, biologický účinek i molekulovou hmotnost Forma asialo je forma a nebo β, z níž je odstraněna koncová uhlohydrátová skupina. Erythropoetin je přítomen v plasmě ve velmi nízkých koncentracích v případě, že tkáně za plného zdraví jsou dostatečně provzdušňovány při existujícím množství erythrocytů Tato normální nízká koncentrace je dostatečná ke stimulaci náhrady červených krvinek, které normálně v průběhu svého stárnutí podléhají fysiologickému rozpadu.Erythropoietin is an acidic glycoprotein with a molecular weight of approximately 34,000 units and can occur in three forms: α, β and asialo. Forms a and β differ somewhat in carbohydrate component, but have the same potency, biological effect and molecular weight Form asialo is form a or β, from which the terminal carbohydrate group is removed. Erythropoietin is present in plasma at very low concentrations when the tissues are sufficiently aerated with full erythrocytes in good health. This normal low concentration is sufficient to stimulate the replacement of red blood cells, which normally undergo physiological breakdown during their aging.
Množství erythropoetinu v oběhu se zvyšuje při nedostatku kyslíku v případě, že je snížen přenos kyslíku červěnými krvinkami^ krevního oběhu. Hypoxie může být způsobena ztrátou velkého množství krve krvácením, destrukcí červených krvinek při vystavení vlivu zážení, sní žením příjmu kyslíku ve velkých výškách nebo v důsledku dlouhého bezvědomí nebo v případě různých forem anemie. Jako odpověď na stress hypoxické tkáně erythropoetin zvýší produkci červených krvinek stimulací přeměny primitivních zárodečných buněk v kostní dřeni na proerythroblasty které postupně dozrávají, synthetizují hemoglobin a jsou uvolňovány do krevního oběhu jako črevené krvinky. V případě, že množství červených krvinek v oběhu je větší, než je zapotřebí pro normální požadavky tkání na kyslík, sníží se hladině erythropoetinu v oběhu.The amount of erythropoietin in the circulation increases in the absence of oxygen when the oxygen transfer by the red blood cells is reduced. Hypoxia can be caused by the loss of large amounts of blood by bleeding, the destruction of red blood cells when exposed to radiation, decreased oxygen intake at high altitudes or due to prolonged unconsciousness or in the case of various forms of anemia. In response to hypoxic stress, erythropoietin increases red blood cell production by stimulating the conversion of primitive germ cells in the bone marrow to proerythroblasts, which gradually mature, synthesize hemoglobin and are released into the bloodstream as intestinal blood cells. If the number of red blood cells in the circulation is greater than is needed for normal tissue oxygen requirements, circulating erythropoietin levels decrease.
Tyto poměry jsou popsány n^říklad v publikacích Těsta a další, Extp Hemato!., B(Supp.8), 144-152 (1980), Tong a další, J. Biol. Chem.256 (24), 12666-12672 (1981), Goldwasser, J. Cell· Physiol. 110 (Supp.l) 133-135 (1982), Finch, Blood, 60 (6), 1241 - 1246 (1982), Sytowski a další, Expt. Hernatol, 8, (Supp.8), 52 - 64 (1980), Naughton, Ann. Clin. Lab. Sci. 13 (5), 432 -438 (1983), Weise a další,These ratios are described, for example, in Dough et al., Extp Hemato !, B (Supp. 8), 144-152 (1980); Tong et al., J. Biol. Chem. 256 (24), 12666-12672 (1981), Goldwasser, J. Cell Physiol. 110 (Suppl.) 133-135 (1982), Finch, Blood, 60 (6), 1241-1246 (1982), Sytowski et al., Expt. Hernatol, 8, (Supp.8), 52-64 (1980), Naughton, Ann. Clin. Lab. Sci. 13 (5), 432-438 (1983), Weise et al.,
Am. J. Vet. Res. 44 (10), 1832-1835 (1983), Lappin a další, Exp. Hematol, 11 (7), 661-666 (1983), Baciu a další, Ann. Ν.Ϊ. Acad. Sci. 414, 66-72 (1983), Murpby a další,Am. J. Vet. Res. 44 (10), 1832-1835 (1983), Lappin et al., Exp. Hematol, 11 (7), 661-666 (1983), Baciu et al., Ann. Ϊ.Ϊ. Acad. Sci. 414, 66-72 (1983); Murpby et al.
Acta Haematologica Jqmnica 46 (7), 1380-1396 (1983), Dessypris a další, Brit. J. Haematol 56, 295-306 (1983), Emannouel a další, Am. J. Physiol 247 (l?t 2) F 168-76 (1984).Acta Haematologica Jqmnica 46 (7), 1380-1396 (1983), Dessypris et al., Brit. J. Haematol 56, 295-306 (1983); Emannouel et al., Am. J. Physiol 247 (l? T 2) F 168-76 (1984).
Protože erythropoetin je podstatným faktorem pro tvorbu červených krvinek, je tento hormon potenciálně užitečný pro diagnostiku i pro léčbu ktevních poruch, které jsou charakterizovány nízkou nebo defektní tvorbou čeř-venýck krvinek. Tyto skutečnosti byly popsány v publikacích Pennarthur-Das a další, Blood 63 (5), 1168-71 (1984) a Haddy, Am. J. Ped. Hematol./Oncol. 4, 191-196 (1982),publikace se týkají erythropoetinu jako možného léku pro chorobu, při níž mají červené krvinky srpkovitý tvar aBecause erythropoietin is an essential factor in red blood cell production, this hormone is potentially useful in the diagnosis and treatment of renal disorders that are characterized by low or defective red blood cell production. These facts have been described in Pennarthur-Das et al., Blood 63 (5), 1168-71 (1984) and Haddy, Am. J. Ped. Hematol./Oncol. 4, 191-196 (1982), the publications relate to erythropoietin as a possible drug for a disease in which red blood cells have a crescent-shaped shape and
Esbach a další, J. Clin. Invest. 74 (2), str. 434-441, 1984), kde se popisuje způsob léčby u uremické ovce a vliv infusí plasmy, bohaté na erythropoetin, přičemž se navrhují dávky IC jednotek erythropoetinu (E?O)/kg a den. po dobu 15 až 40 dnů k úpravě anemie, která se vyskytuje při chronickém ledvinovém selhání. Podobný problém rozebírá teké eutor publikace Krane, Henry Ford Hosp. Med. J., 31 (3), 177-181 (1983).Esbach et al., J. Clin. Invest. 74 (2), pp. 434-441, 1984), which describes a method of treatment of uremic sheep and the effect of infusion of erythropoietin-rich plasma, proposing doses of IC units of erythropoietin (E0O) / kg per day. for 15 to 40 days to correct the anemia that occurs in chronic renal failure. A similar problem is discussed by Krane, Henry Ford Hosp. Copper. J., 31 (3), 177-181 (1983).
V poslední době bylo prokázáno, že v případě, že by byl erythropoetin k disposici v dostatečném množství, bylo by možno ročně léčit anemii 1 600 000 nemocných jen v USA, jak bylo popsáno v publikaci Morrison, Bioprocessing in Space- an overview, str. 557-571 v The World Biotech. Report 1984, Svazek 2, USA ( Online Publications, New York, N.Y., 1984). Studie v poslední době byly základem pro odhad účinnosti erythropoetinu u různých chorobných stavů, poruch a hematologických nepravidelností, jak bylo popsáno v publikacích Vedovato a další, Acta Haematol 71, 211-213 (1984) (β-thlassemie), Vichinsky a další, J. Pediatr. 105 (1), 15-21, 1984 (cystická fibroza), Cotes a další, Brit. J. Obstet· Gyneacol. 90 (4), 304-311 (1983) (těhotenství, menstruační potížé), Haga a další, Acta Pediatr. Scand. 72, 827-831, 1983 (časná anemie při nezralosti), Claus-Walker a další, Arch. Phys. Med. Rehabil. 65, 370-374, 1984 (poranění páteře), Dunn a další, Eur. J. Appl. Physiol. 52, 178-182Recently, it has been shown that if erythropoietin was available in sufficient quantities, 1,600,000 patients in the United States alone could treat anemia, as described in Morrison, Bioprocessing in Space overview, p. 557-571 in The World Biotech. Report 1984, Volume 2, USA (Online Publications, New York, N.Y., 1984). Recent studies have been the basis for estimating the efficacy of erythropoietin in various disease states, disorders and hematological irregularities, as described in Vedovato et al., Acta Haematol 71, 211-213 (1984) (β-thlassemia), Vichinsky et al., J Pediatrician. 105 (1), 15-21, 1984 (cystic fibrosis), Cotes et al., Brit. J. Obstet · Gyneacol. 90 (4), 304-311 (1983) (pregnancy, menstrual problems), Haga et al., Acta Pediatr. Scand. 72, 827-831, 1983 (early anemia at immaturity), Claus-Walker et al., Arch. Phys. Copper. Rehabil. 65, 370-374, 1984 (spine injury), Dunn et al., Eur. J. Appl. Physiol. 52, 178-182
1984 (kosmické lety), Miller a další, Brit· J. Haematol. 52, 545-590, 1982 ( akutní ztráta krve), Udupá a další,1984 (spaceflight), Miller et al., Brit · J. Haematol. 52, 545-590, 1982 (acute blood loss), Udupa et al.,
J. Lab. Clin. Med. 103 (4), 574-580 a 581 - 588 (1984), a Lipschitz a další, Blood, 63 (3), 502 - 509 1983 (stárnutí) a Daniak a další, Cancer 51 (6), 1101 - 1106 (1983) a Schwartz a další, Otolaryng. 109, 269 - 272 (1983) (různá neoplastická onemocnění, spojená s abnormální erythropoesou)·J. Lab. Clin. Copper. 103 (4), 574-580 and 581-588 (1984), and Lipschitz et al., Blood, 63 (3), 502-509 1983 (aging) and Daniak et al., Cancer 51 (6), 1101-1106 ( 1983) and Schwartz et al., Otolaryng. 109, 269 - 272 (1983) (various neoplastic diseases associated with abnormal erythropoiesis) ·
Dřívější pokusy získat erythropoetin v dobrém výtěžku z plasmy nebo z moči byly poměrně neúspěšné. Je zapotřeví složitého laboratorního zařízení a i v tomto případě je obvykle možno získat pouze malá množství nečistého a nestálého extraktu, který obsahuje erythropoetin·Previous attempts to obtain erythropoietin in good plasma or urine yields have been relatively unsuccessful. It requires complex laboratory equipment and even in this case it is usually only possible to obtain small amounts of an impure and volatile extract that contains erythropoietin.
V US patentovém sjisu č. 3 033 753 je popsán způsob pro částečné čištění etythropoetinu z krevní plasmy ovcí. Tímto způsobem je možno žískat v malém výtěžku surový pevný extřakt, který obsainje erathropoetin.U.S. Patent No. 3,033,753 discloses a method for partially purifying ethylthropoietin from sheep blood plasma. In this way, a crude solid extract containing erathropoietin can be obtained in low yield.
První pokusy o izolaci erythropoetinu z moči vedly k získání nestálých, biologicky neúčinných přípravků uvedeného hormonu. V US patentovém spisu č. 3 865 801 se popisuje způsob stabilizace biologické účinnosti surové látky, která obsahuje erythropoetin izolovaný z moči. Výsledný surový produkt tohoto způsobu obsahuje 90 % účinnosti erythropoetinu a je stálý.Early attempts to isolate erythropoietin from urine resulted in unstable, biologically ineffective preparations of the hormone. U.S. Pat. No. 3,865,801 discloses a method for stabilizing the biological activity of a crude substance which contains erythropoietin isolated from urine. The resulting crude product of this process contains 90% erythropoietin activity and is stable.
Další způsob pro čištění lidského erythropoetinu z moči nemocných s aplastickou anemií je popsán v publikaci Miyake a další, J. Biol. Chem. Sv. 252, č. 15 (10. srpna 1977), str. 5558 - 5564. Způsob se provádí v sedmi stupních, které zahrnují chromatografii na iontoaěničích, srážení ethanolem, filtraci na gelu, adsorpční chromatografii a poskytuje čistý erythropoetin s účinností 70 400 jednotek/mg bílkoviny ve výtěžku 21 %.Another method for purifying human erythropoietin from the urine of patients with aplastic anemia is described in Miyake et al., J. Biol. Chem. St. 252, No. 15 (August 10, 1977), pp. 5558-5564. mg of protein in a yield of 21%.
V US patentovém spisu č. 4 397 840 (Takezawa a další) se popisuje způsob výroby erythropoetinového produktu” z moče zdravých lidí pomocí slabě alkalických ' iontoměničů a popsuje se, že získané produkty snízkou molekulovou hmotností nemají žádné inhibiční účinky na erythropoetin.U.S. Pat. No. 4,397,840 (Takezawa et al.) Discloses a process for producing an erythropoietin product from the urine of healthy people using weakly alkaline ion exchangers and discloses that the low molecular weight products obtained have no inhibitory effects on erythropoietin.
V britském patentovém spisu č. 2 085 887 (Sugir moto a další z 6. května 1983 se popisuje způsob výroby lidských hybridních lymfoblastoidních buněk, sjejichž použitím je možno dosáhnout produkce 3 až 420 jednotek etathropoetinu v 1 ml buněčné suspenze v kultuře po pomnožení savčíeh hostitelských buněk na množství 10? bněk/ml. Při nejvyšší produkci je možno rychlost tvorby erythropoetinu vyjádřit jako 40 až 4 000 jednotek/106 buněk/48 hodinv kultuře in vitro při přenesení z živých buněk. Odkázat v tato smyslu je možno také na US patentový spis δ. 4 377 513· Pro izolaci erythropoetinu z tkání byla navrhována řada způsobů včetěn použití nádorových buněk, avšak výtěžky byly velmi malé, jak je zřejmé například z puhlikací Jelkman a další, Expt. Hernatol. 11 (7), 581-588 (1983), Tambourin a další, P.N.A.S. (USA) 80, 6269-6273 (1983), Katsuoka a další, Gann, 74, 534-0541 (1983), Hagiwara a další, Blood, 63 (4), 828-835 (19845 a Choppin a další, Blood 64(2), 341-347 (1984).British Patent Specification No. 2,085,887 (Sugir moto et al., Issued May 6, 1983) discloses a process for the production of human hybrid lymphoblastoid cells using 3 to 420 units of etathropoietin per ml of cell suspension in culture after multiplication of mammalian host cells. At the highest production, the rate of erythropoietin production can be expressed as 40 to 4,000 units / 10 6 cells / 48 hours in in vitro culture when transferred from living cells. 4,377,513 · A number of methods have been proposed for the isolation of erythropoietin from tissues, including the use of tumor cells, but the yields have been very low, as evidenced, for example, by Jelkman et al., Expt. Hernatol. 11 (7), 581-588 ( 1983), Tambourin et al., PNAS (USA) 80, 6269-6273 (1983), Katsuoka et al., Gann, 74, 534-0541 (1983), Hagiwara et al., Blood, 63 (4), 828-835 ( 19845 and Choppin et al., Blood 64 (2), 341-347 (1984).
Dalším možným způsobem izolace čištěného erythro poetinu jsou imunologické postupy· Postupuje se tak, ie se injekcí lidského erythropoetinu zvířatům, nejlépe Jfcscysám nebo králíkům vyvolá tvorba protilátek v séru proti lidskému erythropoetinu. Lidský erythropoetin, vstřiknntý injekčně zvířeti je rozeznávám jako cizorodá látka, tj. jako antigen pro imunní systém zvířete a vyvolá texjy tvorbu protilátek proti tomuto antigenu.Různé buňky, ktaeré odpovídají na stimulaci antigenem produkují protilátky, které se od sebe poněkud lisí. Při odebrání krve zůstává protilátka v krevním séru. K detekci a tvorbě komplexu s lidským erythropoetinem je možno použít jak nečištěné sérum tak čištěné protilátky, například frakci imunoglobulinu G ze séra, avšak tyto materiály mají zásadní nevýhodu v tom, že běží o polyklonální protilátky, odvozené od různých buněk a váží se proto kromě na erythropoetin ještě na další složky surových extraktů.Another possible way to isolate purified erythropoietin is by immunological procedures. Injection of human erythropoietin to animals, preferably animals or rabbits, induces serum antibodies to human erythropoietin. Human erythropoietin, injected into an animal, is recognized as a foreign substance, ie as an antigen for the animal's immune system, and triggers the production of antibodies against that antigen. When blood is drawn, the antibody remains in the blood serum. Both unpurified serum and purified antibodies, such as the serum immunoglobulin G fraction, can be used to detect and complex human erythropoietin, but these materials have the major disadvantage of running on polyclonal antibodies derived from different cells and therefore binding in addition to erythropoietin still on other components of crude extracts.
Zajímavé jsou také současné pokusy vyvinout kontinnální buněčné kultury, schopné produkce stejnorodé protilátky, která reaguje specificky s jediným antigenem. Tento postup byl obecně popsán v publikaci Chisholm,Also interesting are current attempts to develop continuous cell cultures capable of producing a homogeneous antibody that reacts specifically with a single antigen. This procedure was generally described in Chisholm,
High Technology Vol. 3, δ. 1, str. 57 až 63 (1983). Byly také prováděny pokusy použít fuze buněk a hybridizace k získání monoklonálních protilátek proti erythropoetinu a použít tyto protilátky k izolaci a ke kvantitativnímu stanovení lidského erythropoetinu. Jako příklad je možno uvést úspěšný vývoj buněčných linií myšího hybridomu, které vylučují monoklonální protilátky proti lidskému etythropoetinu, tak jak byl popsán v publikaci LeeHuang, Abstract č. 1463 v Fed. Proč. 41, 520 (1982). Dalším příkladem může být detailní popis přípravy a použití monoklonální protilátky proti lidskému erythropoe23 tinu podle publikace Weiss a další, P.N.A.S. (USA) 79, 5465-5469 (1982) a také v Sasaki, Biomed. Biochim. Acta 42 (11/12), str. 202-206 (1983), Yanagawa a další, Blood, 64 (2), 357 až 364 (1984), Yanagawa a další, J. Biol. Chem· 259 (5), 2707 až 2710 (1984) a US patentový spis δ. 4 465 624.High Technology Vol. 3, δ. 1, pp. 57-63 (1983). Attempts have also been made to use cell fusions and hybridizations to obtain anti-erythropoietin monoclonal antibodies and to use these antibodies to isolate and quantify human erythropoietin. An example is the successful development of mouse hybridoma cell lines that secrete monoclonal antibodies to human ethythropoietin, as described in Lee Huang, Abstract No. 1463 in the Fed. Why. 41, 520 (1982). Another example is the detailed description of the preparation and use of an anti-human erythropoietin monoclonal antibody according to Weiss et al., P.N.A.S. (USA) 79, 5465-5469 (1982) and also in Sasaki, Biomed. Biochemistry. Acta 42 (11/12), pp. 202-206 (1983), Yanagawa et al., Blood, 64 (2), 357-364 (1984), Yanagawa et al., J. Biol. Chem. 259 (5), 2707-2710 (1984) and U.S. Pat. 4 465 624.
Zajímavé jsou také všechny zprávy, které se týkají imunologické účinnosti synthetických peptidů, které v podstatě napodobují sled aminokyselin, který existuje v přírodně se vyskytujících bílkovinách, glykoproteinech a nukleoproteinech. Je možno uvést, že bílkoviny s nižší molekulovou hmotností se účastní imunologických reakcí, u které mají podobný rozsah a trvání jako fysiologicky významných bílkovin, například virových antigenů, hormonů typu polypeptidů a podobně. Mezi imunologickými reakcemi těchto polypeptidů je nutno uvést také vyvolání tvorby specifických protilátek u zvířat, jak bylo popsáno například v publikacích Lerner a další, Cell, 23, 309 až 310, 1981, Rosa a další, Nátuře 294, str. 654 až 656, 1981, Walter a další, PNAS (USA) 77, str. 5197 až 5200, 1980, Lerner a další, PNAS (USA), 78, 3403-3407 (1981), Walter a další, PNAS (USA) 78, 4882-4886, 1981, Wong a další, PNAS (USA), 78, 7412 až 7416, 1981, Green a další, Cell, 28, 477 až 487,1982, Nigg a další, PNAS (USA) 79, 5322 až 5326 (1982), Baron a další, Cell 28, 395 až 404 (1982), Dreesman a další, Nátuře 295, 158 až 160 (1982 ), Lerner, Scientific American 248, č.2. 66 až 74 (1983). Podobný postup je popsán také v publikaci Kaiser a další, Science, 223, str·. 249 3ž 25> (1984), kde běží zejména o biologickou a imunologickou účinnost synthetických peptidů, které mají přibližně stejné sekundární struktury s peptidovými hormony, avšak nemusí mít stejnou primární strukturu. Svrchu uvedené studie se ovšem vztahují většinou na aminokyselinové sledy jiných bílkovin než erythropoetinu, pro nějž ještě nebyla publikována žádná podstatná informace, týkající se sledu aminokyselin v této látce.Also of interest are all reports concerning the immunological activity of synthetic peptides that substantially mimic the amino acid sequence that exists in naturally occurring proteins, glycoproteins and nucleoproteins. Lower molecular weight proteins are involved in immunological responses that are similar in scope and duration to physiologically important proteins, such as viral antigens, polypeptide-type hormones, and the like. Immunological responses of these polypeptides include the induction of specific antibody production in animals, as described, for example, in Lerner et al., Cell, 23, 309-310, 1981; Rosa et al., Nature 294, 654-656, 1981. , Walter et al., PNAS (USA) 77, pp. 5197-500, 1980, Lerner et al., PNAS (USA), 78, 3403-3407 (1981), Walter et al., PNAS (USA) 78, 4882-4886 , 1981, Wong et al., PNAS (USA), 78, 7412-7416, 1981, Green et al., Cell, 28, 477-487, 1982, Nigg et al., PNAS (USA) 79, 5322-5326 (1982) , Baron et al., Cell 28, 395-404 (1982); Dreesman et al., Nature 295, 158-160 (1982); Lerner, Scientific American 248, No.2. 66-74 (1983). A similar procedure is also described in Kaiser et al., Science, 223, p. 249 3-25 (1984), which discusses in particular the biological and immunological activity of synthetic peptides which have approximately the same secondary structures as peptide hormones, but may not have the same primary structure. However, the above studies mostly refer to amino acid sequences of proteins other than erythropoietin, for which no relevant information has yet been published regarding the amino acid sequence of this substance.
V US patentové přihlášce č. 463 724, podané 4. února 1983 (J. Egrie), uveřejněné 22. srpna 1984 jako evropská přihláška č. O 116 446 se popisuje buněčná linie myšího hybrádomu ( ATCC č. HB 8209), která produkuje vysoce specifický typ protilátky, která je současně specificky reaktivní na polypeptid, který sestává z následujícího sledu aminokyselin:U.S. Patent Application No. 463,724, filed February 4, 1983 (J. Egrie), published August 22, 1984 as European Application No. 0 116 446, discloses a mouse hybridoma cell line (ATCC No. HB 8209) that produces highly a specific type of antibody that is simultaneously specifically reactive to a polypeptide consisting of the following amino acid sequence:
NH2- Ala-Pro-Pro-Arg-Leu-Ile-Cys-Asp-Ser-Arg-Val-LeuGlu-Arg-Tyr-Leu-Leu-Glu-Ala-Lys-COOH.NH2- Ala-Pro-Pro-Arg-Leu-Ile-Cys-Asp-Ser-Arg-Val-LeuGlu-Arg-Tyr-Leu-Leu-Glu-Ala-Lys-COOH.
Tento sled odpovídá sledu, který se předpokládá pro prvních dvacet aminokyselin úplného lidského erythro25 poetinu, izolovaného způsobem podle publikace Miyake a další, J. Biol. Chem. 252, 5558 až 5564 (1977), kde analýza sledu aminokyselin byla prováděna v plynné fázi (Applied Biosystems lne.) způsobem podle publikace Hewick M. a další, J. Biol- Chem. 256. 7990-7997 (1981). Podobný postup je popsán také v publikaci Sue a další, Proč. Nati. Acad, Sci. USA 80, str. 3651-3655 (1983), publikace se týká tvorby polyklonálních protilátek proti synthetickému sledu 26 aminokyselin a v publikaci Sytowski a další, J. Immunol. Methods 69, str. 181-186 (1984).This sequence corresponds to the sequence expected for the first twenty amino acids of the complete human erythro25 poetin, isolated according to the method of Miyake et al., J. Biol. Chem. 252, 5558-5564 (1977), where amino acid sequence analysis was performed in the gas phase (Applied Biosystems Inc.) according to the method of Hewick M. et al., J. Biol-Chem. 256. 7990-7997 (1981). A similar procedure is described in Sue et al., Proc. Nati. Acad, Sci. USA 80, pp. 3651-3655 (1983), the publication relates to the production of polyclonal antibodies against a synthetic sequence of 26 amino acids and in Sytowski et al., J. Immunol. Methods 69, pp. 181-186 (1984).
Svrchu popsané polyklonálné a monoklonální protilátky představují vysoce užitečné materiály pfco použití v imunologii k detekci a kvantitativnímu stanovení erythropoetinu a mohou být užitečné i pro afinitní čištění erythropoetinu, je však nepravděpodobné, že by tato materiály bylo možno použít k izolaci velkých množství eiythropoetinu ze savců v množstří, dostatečném pro další analýzu, klinické pokusy a léčebné použití této látky napři klad v případě chronických onemocnění ledvin, při nichž tkán nestačí udržet dostatečnou produkci erythrocytů.The polyclonal and monoclonal antibodies described above are highly useful materials for use in immunology for the detection and quantification of erythropoietin and may be useful for affinity purification of erythropoietin, but it is unlikely that these materials can be used to isolate large amounts of erythropoietin from mammals , sufficient for further analysis, clinical trials and therapeutic use of this substance, for example in chronic kidney disease, in which the tissue is insufficient to maintain sufficient erythrocyte production.
V důsledku těchto skutečností je možno předpokládat, že nejlepáí vyhlídky na plnou charakterizaci erythropoetinu savců a na získání velkých množství této látky pro potenciální diagnostické a klinické použití má úspěšná aplikace rekombinantních postupů k zajištění mikrobiální syntézy uvedeného materiálu ve velkém množství.As a result, it can be assumed that the best prospects for the full characterization of mammalian erythropoietin and for obtaining large amounts of this substance for potential diagnostic and clinical use have the successful application of recombinant techniques to ensure microbial synthesis of said material in large quantities.
Byly vyvinuty velké snahy izolovat sled DNA, který je kódem pro lidský erythropoetin a pro obdobné látky u jiných savců, avšak dosud bez úspěchu. Tento neúspěch je patrně zabiněn tím, že je k disposici velmi malé množství tkání jako udrojů této látky, zejména u člověka, jde zvláště o materiály, obohacené mBNA, které by mohly dovolit konstrukci řady cDNA, z nichž by pak bylo možno izolovat běžným způsobem sled, který je kódem pro erythropoetin. Mimoto je o kontinuálním sledu aminokyselin v erythropoetinu zatím známo tak málo, že není možno konstruovat například delší vzorky polynukleotidů, které by bylo dále možno použít při hybridizaci DNA/DNA při použití cDNA a zejména pro získání sestavy určitého genomu. Například svrchu uvedený sled dvaceti aminokyselin, který byl užit k získání monoklonální protilátky, produkované ATCC č.Great efforts have been made to isolate the DNA sequence that encodes human erythropoietin and similar substances in other mammals, but so far without success. This failure is probably due to the fact that a very small number of tissues are available as sources of this substance, especially in humans, especially mBNA-enriched materials, which could allow the construction of a series of cDNAs from which a sequence could be isolated in a conventional manner. which codes for erythropoietin. In addition, so little is known about the continuous amino acid sequence in erythropoietin that it is not possible to construct, for example, longer samples of polynucleotides that could be further used in DNA / DNA hybridization using cDNA and especially to obtain a certain genome assembly. For example, the above sequence of twenty amino acids, which was used to obtain a monoclonal antibody produced by ATCC No.
HB 8209 nedovoluje konstrukci oligonukleotidového vzorku o 60 bazích způsobem popsaným ve svrchu uvedené publikaci Andersona a dalších. Je pravděpodobné, že se lidský gen pro erythropoetin může vyskytovat jako jediná kopie genu v lidském genomu a v každém případě lidský materiál, který je kódem pro lidský erythropoetin tvoří méně než 0,00005% celkové DNA lidského genomu.HB 8209 does not allow the construction of a 60 base oligonucleotide sample as described in Anderson et al., Supra. It is likely that the human erythropoietin gene may occur as a single copy of the gene in the human genome, and in any case the human material encoding human erythropoietin makes up less than 0.00005% of the total DNA in the human genome.
I nejlepší dosud popisované výsledky, dosažené při použití rekombinantních metod za účelem získání sledů DNA, při jejichž expresi v mikroorganismu by bylo možno získat izolovatelná množství erythropoetinu savců měly daleko do skutečného úspěchu. Například v publikaci Farber a další, Exp. Hernato1· 11, Suppl. 14, Abstrakt 101 (1983) se popisuje extrakce BHX mRNA z ledvinné tkáně paviána po působení fenylhydrazinu s následnou injekcí mRNA do oocytů Xenopus laevis, přičemž bylo in vitro dosaženo přechodné tvorby směsi produktů translace, které mají mimo jiné určitou účinnost typu erythropoetinu. V publikaci Farber a další, Blood 62, č. 5, Supp. č.l, Abstrakt 392 a na str. 122a (1983) se popisuje transr láce mRNA z lidské ledviny do oocytů žáby. Výsledné směs translačních produktů obsahovala 220 mjednotek translačníno produktu s účinnédtí erythropoetinu na mg mRNA.Even the best results described so far, obtained using recombinant methods to obtain DNA sequences in which isolatable amounts of mammalian erythropoietin could be obtained in a microorganism, have been far from a real success. For example, in Farber et al., Exp. Hernato1 · 11, Suppl. 14, Abstract 101 (1983) describes the extraction of BHX mRNA from baboon kidney tissue after phenylhydrazine treatment followed by mRNA injection into Xenopus laevis oocytes, in which a transient mixture of translation products having, inter alia, some erythropoietin-like activity has been achieved. In Farber et al., Blood 62, No. 5, Supp. No. 1, Abstract 392 and on page 122a (1983) describe the translation of mRNA from human kidney into frog oocytes. The resulting mixture of translation products contained 220 units of translation product with active erythropoietin per mg of mRNA.
Tato úroveň translace exogenního kódu mRNA pro erythropoetin in vitro je velmi nízká ( i ve srovnání s dřivě uváděnými výsledky s translací mRNA paviána ), výsledky vsak patrně ptxxxHgí potvrzují, že lidská ledvina je mís tem, v němž dochází k expresi erythropoetinu, takže by mělo být možno z ledviny získat sestavu cDNA, obohacenou o požadovaný gen ( Farber, Clin. Res. 31 (4), 769A (1983)This level of translation of the exogenous erythropoietin mRNA code in vitro is very low (even compared to previously reported results of baboon mRNA translation), but the results appear to confirm that the human kidney is the site where erythropoietin is expressed, so it should be it may be possible to obtain from the kidney a set of cDNAs enriched in the desired gene (Farber, Clin. Res. 31 (4), 769A (1983))
Až do podání US patentových přihlášek č. 561 024 a 582 185 byla známa pouze jediná zpráva o klonování a expresi cDNA lidského erythropoetinu v E. coli. Do plasmidů E. coli bylo včleněno větší množství klonů cDNA a produkty po fúzi s β-laktamázou byly imunoreaktivní s monoklonální protilátkou k nespecifickému epitopu” lidského erythropoetinó, postup byl popsán v publikaci Lee-Huang, Proč. Nati. Acad. Sci. USA 81, str. 2708 až 2712 (1984).Until U.S. Patent Application Nos. 561,024 and 582,185, only one report of human erythropoietin cDNA cloning and expression in E. coli was known. A large number of cDNA clones were inserted into E. coli plasmids, and the β-lactamase fusion products were immunoreactive with a monoclonal antibody to a non-specific epitope of human erythropoietin, as described in Lee-Huang, Proc. Nati. Acad. Sci. USA 81, pp. 2708-2712 (1984).
Zůsobem podle vynálezu je poprvé možno získat nové čištěné a izolované polypeptidové produkty, které obsahují část nebo celou primární strukturu ( tj. sled zbytků aminokyselin) a mají také jednu nebo větší počet biologických vlastností ( například imunologické vlastnos ti a biologickou účinnost in vitro i in vivo) přírodně se vyskytujícího erythropoetinu včetně jeho alelických variant. Tyto polypeptidy jsou také produkty exprese eukaryotického nebo rpokaryotického hostitele ( například bakteriálních, kvasinkových a savčích buněk v kultuře) při použití exoganních sledů DNA, získaných při klonování genomu nebo cDNA nebo syntézou genu. Produkty mikrobiální exprese v buňkách vertebrat, například savců a ptáků jsou dále prosté lidských bílkovině a dalších nečistot, které mohou doprovázet erythropoetin v jeho přirozeném prostředí v extracellulární tekutině, jako plasmatu nebo moči. Produkty typické buňky kvasinek, jako Saccharomyces cerevisiae nebo prokaryotické buňky, jako E. coli jsou prosté přítomnosti jakékoliv bílkoviny savce. V závislosti na použitém hostiteli je možno polypeptidy, získané způsobem podle vanélezu podrobit glykosylaci uhlohydrážy savce nebo eukaryotického organismu nebo je ponechat v negylkosylované formě. Polypeptidy, získané způsobem podle vynálezu mohou také obsahovat v poloze 1 zbytek aminokyseliny methioninu.According to the invention, it is possible for the first time to obtain novel purified and isolated polypeptide products which contain part or all of the primary structure (i.e. amino acid residue sequence) and also have one or more biological properties (e.g. immunological properties and biological activity in vitro and in vivo). ) of naturally occurring erythropoietin, including its allelic variants. These polypeptides are also products of expression of a eukaryotic or rparyotic host (e.g., bacterial, yeast, and mammalian cells in culture) using exogenous DNA sequences obtained by genome or cDNA cloning or gene synthesis. Furthermore, microbial expression products in vertebrate cells, such as mammals and birds, are free of human protein and other impurities that may accompany erythropoietin in its natural environment in extracellular fluid, such as plasma or urine. Typical yeast cell products, such as Saccharomyces cerevisiae or prokaryotic cells, such as E. coli, are free of the presence of any mammalian protein. Depending on the host used, the polypeptides obtained by the method of the invention may be glycosylated by a carbohydrate of a mammal or eukaryotic organism or left in non-glycosylated form. The polypeptides obtained by the method of the invention may also contain a 1-amino acid residue of methionine.
Nové glykoproteiny, získané způsobem podle vynálezu včetně těch, jejichž primární struktuře sleduje strukturu přírodně se vyskytujícího, například lidského erythropoetinu dostatečným způsobem k tomu, aby bylo možno dosáhnout jedné nebo většího počtu biologických vlastností při složení uhlohydrátu, které je odlišné od složení uhlohydrátů v přírodně se vyskytujícím, například lidském erythropoetinu.The novel glycoproteins obtained by the process of the invention, including those whose primary structure follows the structure of a naturally occurring, e.g. human erythropoietin, sufficient to achieve one or more biological properties with a carbohydrate composition different from that of the naturally occurring occurring, for example, human erythropoietin.
Vertebrata ( například COS-1 a CHO) poskytli při provádění způsobu podle vynálezu vůbec první buňky, které je možno množit kontinuálně in vitro a které při růstu v kultuře jsou schopné produkovat do prostředí, v němž rostou více než 100 jednotek ( s výhodou více než 500 jednotek, zejména 1000 až 5000 jednotek) erythropoetinu na 10^ buněk v průběhu 48 hodin, jak bylo stanoveno raóioimunologicky.Vertebrates (e.g., COS-1 and CHO) have provided in the method of the invention the first ever cells which can be propagated continuously in vitro and which, when grown in culture, are capable of producing in an environment in which more than 100 units (preferably more than 500 units, in particular 1000 to 5000 units of erythropoietin per 10 cells, over a period of 48 hours, as determined immunologically.
Způsobem podle vynálezu je možno také aískat synthetické polypeptidy, které zcela nebo zčásti svou strukturou odpovídají kontiunáálnímu sledu aminokyselinových zbytků erythropoetinu, která tak byla poprvé osvětlena. Tyto sledy, které mohou mít společnou primární, sekundární nebo terciární strukturální vlastnosti s přírodní se vyskytujícím erythropoetinem mohou mít také biologickou účinnost a/nebo imunologické vlastnosti společné s přírodně se vyskytujícím produktem, takže je může být možno použít jako biologicky nebo imunologicky účinné náhražky erythropoetinu pro léčebné a imunologické účely. Odpovídajícím způsobem je možno získat také mono31 klonální a polyklonální protilátky, které jsou imunoreaktivní vzhledem ke svrchu uvedeným polypeptidům a s výhodou imunoreaktivní také k přírodně se vyskytujícímu erythropoetinu.The method according to the invention also provides synthetic polypeptides which correspond, in whole or in part, in structure to the contiguous sequence of amino acid residues of erythropoietin which has thus been elucidated for the first time. These sequences, which may share primary, secondary or tertiary structural properties with naturally occurring erythropoietin, may also have biological activity and / or immunological properties in common with the naturally occurring product, so that they may be used as biologically or immunologically active erythropoietin substitutes for medical and immunological purposes. Correspondingly, mono31 clonal and polyclonal antibodies can also be obtained which are immunoreactive with respect to the above-mentioned polypeptides and preferably also immunoreactive with naturally occurring erythropoietin.
Příkladem létek, získaných způsobem podle vynó- j lezu mmohou být klonované sledy DNA lidského nebo opičího původu a polypeptidové sledy, získané při použití těchto materiálů, které jsou prvním potvrzením struktury erythropoetinu opic a lidí.Examples of flies obtained by the method of the invention include cloned DNA sequences of human or ape origin and polypeptide sequences obtained using these materials, which are the first confirmation of the erythropoietin structure of monkeys and humans.
Způsobem podle vynálezu je rovněž možno získat nové biologicky funkční virové a cirkulární vektory pro plasmidovou DNA, do nichž je možno včlenit sledy DNA podle vynálezu a mikrobiální ( například bakteriální, kvasinkové a savčí) buňky jako hostitelské organismy, stabilně transformované nebo podrobené transfekci při použití svrchu uvedených vektorů. Tímto způsobem je podle vynálezu možno získat cenné polypeptidy tak, že se pěstuje v kultuře transformovaný mikrobiální hostitel za podmínek, které umožňují nebo usnadňují expresi exogenní, do vektoru včleněné DNA ve velkém množství s následnou izolací požadovaných polypeptidů z růstového prostředí, lysátu buněk nebo frakcí buněčné membrány·The method of the invention also provides novel biologically functional viral and circular vectors for plasmid DNA into which the DNA sequences of the invention and microbial (e.g. bacterial, yeast and mammalian) cells as host organisms, stably transformed or transfected using the above can be incorporated. listed vectors. In this way, according to the invention, valuable polypeptides can be obtained by culturing a transformed microbial host in culture under conditions that allow or facilitate the expression of exogenous, vector-incorporated DNA in large quantities followed by isolation of the desired polypeptides from growth medium, cell lysate or cell fractions. membranes ·
Izolaci a čištění polypeptidů, získaných mikrobiální expresí je možno provádět běžným způsobem včetně například preparativní dělicí chromatografie a imunologického dělení za použití monoklonálních a/nebo polyklonálních protilátek.Isolation and purification of polypeptides obtained by microbial expression can be performed in a conventional manner, including, for example, preparative separation chromatography and immunological separation using monoclonal and / or polyclonal antibodies.
Po osvětlení sledu aminokyselinových zbytků v erythropoetinu je možno setavit také úplný a/nebo částečný sled DNA, která je kódem pro erythropoetin včetně výhodných valstností tohoto sledu, například včlenění kodonů, které jsou výhodné” k dosažení exprese při použití hostitele odlišného od savce, začlenění míst pro štěpení restrikčními endonukleázami a přidáním počátečních, terminálních nebo vmězeřených sledů DNA, které mohou usnadnovat konstrukci nebo umožnit snadnější expresi vektoru. Tímto způsobem je tedy možno získat ( a specifickou mutagenezou cLNA a DNA genomu dále rozvíjet) sledy DNA, které jsou kódem pro mikrobiální expresi polypeptidových analogů nebo derivátů erythropoetinu, které se odlišují od přírodně se vyskytující formy identitou nebo umístěním jednoho nebo většího počtu aminokyselinových zbytků, jde tedy například o analogy vzniklé vynecháním méně než všech zbytků, specifických pro erythropoetin (EPO) a/nebo vzniklé substitucí, při níž jeden nebo větší počet zbytků je ί (WzAfter illuminating the sequence of amino acid residues in erythropoietin, the complete and / or partial DNA sequence encoding erythropoietin can also be established, including the preferred properties of the sequence, e.g. for restriction endonuclease digestion and the addition of initial, terminal, or interleaved DNA sequences that may facilitate construction or facilitate expression of the vector. Thus, it is possible to obtain (and further develop by specific mutagenesis of cLNA and genome DNA) DNA sequences that encode microbial expression of erythropoietin polypeptide analogs or derivatives that differ from the naturally occurring form by the identity or location of one or more amino acid residues. thus, for example, analogues resulting from the omission of less than all erythropoietin (EPO) -specific residues and / or from substitutions in which one or more residues are ί (Wz
- 33 nahrazen jinými zbytky a/nebo vzniklé adicí, při níž se přidává jeden nebo větší počet aminokyselinových zbytků na terminální nebo mediální část polypeptidu, přičemž všechny tyto formy mohou mít část nebo všechny vlastnosti přírodně se vyskytujících forem.- 33 is replaced by other residues and / or resulting in the addition of one or more amino acid residues to the terminal or medial portion of the polypeptide, all of which may have some or all of the properties of naturally occurring forms.
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Podstatu vynálezu tvoří řetězec DNA pro použití k zajištění exprese polypeptidového produktu, jehož struktura alespoň zčásti odpovídá primární struktuře erythropoetinu člověka nebo opice z tabulky VI nebo z tabulky V nebo jde o jakoukoliv variantu nebo derivát těchto řetězců s biologickou účinností erythropoetinu, zejména s účinností na zvýšení produkce retikulocytů a červených krvinek v kostní dřeni a zvýšení syntézy hemoglobinu nebo příjmu železa v prokaryotických nebo eukaryotických buňkách, přičemž tento řetězec DNA se volí zThe invention provides a DNA strand for use in expressing a polypeptide product whose structure at least partially corresponds to the primary structure of human or monkey erythropoietin of Table VI or Table V or any variant or derivative of these strands with erythropoietin biological activity, in particular production of reticulocytes and red blood cells in the bone marrow and an increase in hemoglobin synthesis or iron uptake in prokaryotic or eukaryotic cells, this DNA strand being selected from
a) řetězců DNA z tabulky VI nebo V nebo z komplementárních řetězců pro tyto řetězce,a) DNA strands from Table VI or V or from complementary strands for these strands,
b) řetězců DNA, schopných hybridizace za vymezených podmínek na řetězce DNA z odstavce a) nebo na fragmenty těchto řetězců a(b) DNA strands capable of hybridizing under specified conditions to the DNA strands of paragraph (a) or to fragments of such strands; and
c) řetězců DNA, které jsou schopny hybridizace na řetězce z odstavců a) a b) z důvodů jiných než pro degeneraci genetického kódu.(c) DNA strands that are capable of hybridizing to the strands of paragraphs (a) and (b) for reasons other than the degeneracy of the genetic code.
Specifickým představitelem řetězce b) jsou řetězce pro lidský a opičí erythropoetin včetně alelových variant a/nebo řetězce pro erythropoetin jiných savců. Typickým řetězcem c) může být synthetizovaný řetězec DNA, který je kódem pro EPO, fragmenty EPO nebo analogy EPO, přičemž tyto řetězce mohou obsahovat kodony, které usnadňují translaci mRNA do hostitele, oldišného od obratlovců.A specific representative of chain b) are the chains for human and monkey erythropoietin, including allelic variants and / or the chains for erythropoietin of other mammals. A typical strand c) may be a synthesized DNA strand that encodes EPO, EPO fragments or EPO analogs, which strands may contain codons that facilitate translation of the mRNA into a vertebrate host.
Vynález se rovněž týká polypeptidů, pro než jsou svrchu uvedené řetězce kódovými řetězci.The invention also relates to polypeptides for which the above chains are coding chains.
Podstatu vynálezu tvoří rovněž způsob výroby polypeptidového produktu, jehož struktura alespoň zčásti odpovídá primární struktuře erythropoetinu člověka nebo opice z tabulky VI nebo V nebo jde o jakoukoliv variantu nebo derivát těchto řetězců s biologickou účinností erythropoetinu, zejména s účinností na zvýšení produkce retikulocytů a červených krvinek v kostní dřeni a zvýšení syntézy hemoglobinu nebo příjmu železa, postup spočívá v tom, že se pěstuje za vhodných podmínek ve vhodném živném prostředí prokaryotická mnebo eukaryotická hostitelská buňka, která byla podrobena transformaci nebo transfekci svrchu uvedeným řetězcem DNA a dochází v ní k expresi příslušného polypeptidů, načež se popřípadě požadovaný polypeptidový produkt exprese řetězce DNA v těchto buňkách izoluje.The invention also provides a process for the manufacture of a polypeptide product whose structure at least partially corresponds to the primary structure of human or monkey erythropoietin of Table VI or V or any variant or derivative thereof with erythropoietin biological activity, in particular to increase reticulocyte and red blood cell production. bone marrow and an increase in hemoglobin synthesis or iron uptake, the method consists in culturing, under suitable conditions in a suitable nutrient medium, a prokaryotic or eukaryotic host cell which has been transformed or transfected with the above DNA strand and expressed the appropriate polypeptide, after which, the desired DNA expression polypeptide product is isolated in these cells.
34a34a
Vynález se rovněž týká farmaceutického prostředku s účinkem erythropoetinu, který jako svou účinnou složku obsahuje polypeptid, získaný svrchu uvedeným způsobem a mimoto nosič, ředidlo nebo pomocnou látku, přijatelnou z farmaceutického hlediska.The invention also relates to a pharmaceutical composition having the action of erythropoietin, which comprises as its active ingredient a polypeptide obtained in the above-mentioned manner and in addition a carrier, diluent or excipient which is pharmaceutically acceptable.
Tyto prostředky jsou vhodné pro použití tam, kde vzniká nedostatek erythropoetinu, například u různých typů anemií, zejména u chronického selhání ledvin.These compositions are suitable for use where erythropoietin deficiency occurs, for example in various types of anemia, especially chronic renal failure.
Polypeptidy, které jsou produktem svrchu uvedeného postupu je možno označit tak, že se na ně kovalentní vazbou naváže zjistitelný materiál. Může například jít o radioaktivni označení isotopem I, čímž je možno získat reakční činidlo, které lze použít k detekci a ke kvantativnímu stanovení erythropoetinu v pevných tkáních a také ve vzorcích kapalin, například v moči nebo v krvi. DNA podle vynálezu je rovněž možno označit, a to radioaktivně nebo například biotinem a pak použít při hybridizaci k určeníPolypeptides that are the product of the above procedure can be covalently attached to a detectable material. For example, it may be radiolabeled with I isotope, which provides a reagent that can be used to detect and quantify erythropoietin in solid tissues as well as in fluid samples, such as urine or blood. The DNA of the invention can also be labeled, either radioactively or with biotin, for example, and then used in hybridization to determine
i ’ fragmenty EPO nebo analogy EPO,· přičemž tyto sledy mohou obsahovat kodony, které usnadňují translaci mBNA do hostf titele, odlišného od vertebrat.EPO fragments or EPO analogs, which sequences may contain codons that facilitate translation of the mBNA into a host other than vertebrate.
Do oboru vynálezu spadají také polypeptidy, pro něž je kódem část DNA, komplementární k hornímu řetězci z tabulky VI, tj. komplementární invertní protein tak jak byl popsán v publikaci Tramontano a další^ Nucleic Acids Besearch 12, str. 5049 až 5059 (1984).Also within the scope of the invention are polypeptides encoded by a portion of DNA complementary to the upper strand of Table VI, i.e., a complementary invert protein as described in Tramontano et al., Nucleic Acids Besearch 12, pp. 5049-5059 (1984). .
Do oboru vynálezu spadají také farmaceutické prostředky, které obsahují účinná množství polypeptidů, získaných způsobem podle vynálezu spolu s vhodnými ředidly, pomocnými látkami a/nebo nosiči, které umožňují léčbu erythropoetinem, zejména anemii, která se vyskytuje u chronického selhání ledvin.Also within the scope of the invention are pharmaceutical compositions comprising effective amounts of the polypeptides obtained by the method of the invention together with suitable diluents, excipients and / or carriers that allow treatment with erythropoietin, especially anemia, which occurs in chronic renal failure.
Polypeptidy. které jsou produktem způsobu podle vynálezu je možno označit kovalentní vazbou se zjistitelným materiálem, například může jít o radioaktivní značení isotopem jodu yI, čímž je možno získat reakční činidlo, použitelné k detekci a kvantitativnímu průkazu erythropoetinu v pevné tkáni a ve vzorcích kapalin, například v moči nebo v krviDNA, získanou způsobem podle vynálezu je rovněž možno označit, a to radioaktivně nebo například biotinem a pak použít při hybridizaci k určení polohy erythropoetinového genu a/nebo polohy jakéhokoli příbuzného genu u lidí, opic a dalších savců v jejich chromosomální mapě. Tímto způsobem je také možno projcá· zat poruchy genu pro erythropoetin na úrovni DNA nebo poruchy příbuzných genů.Polypeptides. which are the product of the invention can be labeled by covalent bonding with a detectable material, e.g., may be a radiolabel isotope of iodine y i, whereby it is possible to obtain a reagent useful for the detection and quantitative detection of erythropoietin in solid tissue and samples of liquids, e.g. urine or blood DNA obtained by the method of the invention can also be labeled, either radioactively or with biotin, and then used in hybridization to determine the position of the erythropoietin gene and / or the position of any related gene in humans, monkeys and other mammals on their chromosomal map. Erythropoietin gene disorders at the DNA level or related gene disorders can also be screened in this way.
iand
Jak bude déle podrobněji uvedeno, znamená vynález podstatné zlepšení detekce specifického polynukl tidu s jedním řetězcem s neznámým sledem v heterogenní buněčném nebo virovém vzorku včetně mnohočetných polynukleotidů s jednoduchým řetězcem tak, že seAs will be discussed in more detail below, the invention represents a substantial improvement in the detection of a specific single-stranded polynucleotide of unknown sequence in a heterogeneous cell or viral sample, including multiple single-stranded polynucleotides, by:
a) připraví směs značených polynukleotidovýctl vzorků s jednoduchými řetězci s uniformně se měnícím a dem baží, přičemž každý z těchto vzorků je potenciálna specificky komplementární ke sledu,který se vyskytuje 1 ve vzorku a náleží polynukletidu, který má být zjištěa(a) prepare a mixture of labeled single-stranded polynucleotide samples with uniformly varying and different bases, each of which is potentially specifically complementary to the sequence that occurs in the sample and belongs to the polynucleotide to be detected;
b) vzorek se fixuje na pevný substrát, I (b) the sample is fixed on a solid substrate,
c) substrát s fixovaným vzorkem se zpracovávl tak, abybyla snížena další vzájemná možnost vazby poli nukleotidů s výjimkou hybridizace na polynukleotidy ul vedeného vzorku, Ic) the substrate with the fixed sample is processed in such a way as to reduce the further mutual possibility of binding of the array of nucleotides, with the exception of hybridization to the polynucleotides of the ul sample, I
d) zpracovaný substrát s fixovaným vzorkem α na přechodnou dobu uvede do styku se směsí značených· vzorků za podmínek, které usnadňují hybridizaci pouze mezi úplně komplementárnímu polynukleotidy ad) contacting the treated α-fixed substrate with a mixture of labeled samples under conditions that facilitate hybridization only between fully complementary polynucleotides; and
e) specifický polynukleotid se zjistí zjištěním přítomnosti hybridizační reakce polynukleotidu s úplně komplementárním vzorkem ze směsi značených vzorků, jak je možno prokázat přítomností větší hustoty značeného mateři álu na substrátu v místě přítomnosti specifického polynukleotidu ve srovnání s ostatními místy substrátu, kde došlo pouze k nespecifické vazbě značeného vzorku na substrát.e) the specific polynucleotide is detected by detecting the presence of a hybridization reaction of the polynucleotide with a completely complementary sample from a mixture of labeled samples, as evidenced by the presence of a higher density of labeled material on the substrate at the site of the specific polynucleotide compared labeled sample on the substrate.
Tento způsob je zvláště účinný v situacích, kdy je zapotřebí užít 64, 128, 256, 512, 1024 nebo více vzorků polynukleotidů o délce 17 až 20 baží při hybridizaci DNA/DNA, RNA/RNA nefoo DNA/RNA.This method is particularly effective in situations where 64, 128, 256, 512, 1024 or more samples of polynucleotides 17 to 20 bases in length need to be used in DNA / DNA, RNA / RNA or non-DNA / RNA hybridization.
Jak již bylo uvedeno, umožnil tento postup identifikaci klonů DNA, které jsou kódem pro erythropoetin opičího původu ze skupiny sledů, připravených z mRNA buněk ledvin anemických opic. V tomto případě bylo užito 128 uniformě variabilních vzorků o délce 20 nukleotidů podle informací a sledu aminokyselin frakcí lidského erythropoetinu při hybridizaci kolonií, čímž bylo možno prokázat sedm “positivních klonů cDNA z celkového počtuAs mentioned above, this procedure allowed the identification of DNA clones encoding erythropoietin of simian origin from a group of sequences prepared from mRNA of anemic monkey kidney cells. In this case, 128 uniform variable samples of 20 nucleotides in length were used according to the information and amino acid sequence of the human erythropoietin fractions in colony hybridization, thus showing seven positive cDNA clones out of the total number.
200 000 kolonií. Dále bylo možno rychle izolovat tři positivní klony z 1 500 000 plaků fégu lidského genomu.200,000 colonies. In addition, three positive clones could be rapidly isolated from 1,500,000 plaques of the human genome.
I v tomto případě bylo požito směsi 128 vzorků polynukleo-* tidů o 20 bazích spolu s rduhou sestavou 128 nukleotidů o 17 bazích podle analyzy aminokyselin v x&ZHýsh jiném kontinuálním sledu lidského erythropoetinu.In this case, too, a mixture of 128 20-base polynucleotide samples was ingested together with a small set of 128 nucleotides of 17 bases according to amino acid analysis in x & zHysh another continuous sequence of human erythropoietin.
Svrchu uvedené postupy znamenají první použití smíšených vzorků oligonukleotidů při hybridizaci DNA/DNA za účelem izolace klonů savčího genomu, přičemž současně bylo poprvé použito směsi více než 32 vzorků oligonukleotidů při izolaci klonů cDNA.The above procedures represent the first use of mixed oligonucleotide samples in DNA / DNA hybridization to isolate mammalian genome clones, with a mixture of more than 32 oligonucleotide samples being isolated for the first time in isolating cDNA clones.
Další výhody způsobu podle vynálezu budou zřejmé z následujícího podrobného popisu výhodných provedení tohoto způsobu.Further advantages of the method according to the invention will be apparent from the following detailed description of preferred embodiments of this method.
Způsobem podle vynálezu je možno izolovat a charakterizovat sledy DNA, které jsou kódem pro část nebo . pro úplný polypeptidový sled erythropoetinu člověka a opice. Dále bylo možno podrobit DNA člověka a opice pžeáH slkXsjxl expresi v eukaryotických i prokaryotických buňkách a získat tak izolovatelná množství polypeptidů s biologickou ( například imunologickou) účinností přírodně se vyskytujícího EPO jak in vivo tak in vitro.The method of the invention can isolate and characterize DNA sequences that encode part or. for the complete human and monkey erythropoietin polypeptide sequence. Furthermore, human and monkey DNA could be expressed in eukaryotic and prokaryotic cells to obtain isolatable amounts of polypeptides with biological (e.g., immunological) activity of naturally occurring EPO both in vivo and in vitro.
DNA opice byla izolována ze skupiny cDNA, která byla vytvořena pomocí mRNA z ledvinné tkáně opice s chemicky vyvolanou anemií, sérum této opice obsahovalo vysokou hladinu EPO ve srovnání se šerem normálních opic. Izolace požadovaných klonů (DNA s obsahem DNA, která je kódem pro erythropoetin byla uskutečněna použitím DNA/DNA hybridizace kolonií při použití směsi 128 radioaktivně značených oligonukleotidů o 20 bazích s rychlým vyhodnocením 200 000 vzniklých kolonií. Statoa oligonukleotidových vzorků byla určena podle informací o sledu aminokyselin při enzymatické fragmentaci a určení sledu v malé části lidského EPO.Monkey DNA was isolated from a group of cDNAs generated using mRNA from monkey kidney tissue with chemically induced anemia, the monkey's serum containing high levels of EPO compared to normal monkey gloom. Isolation of the desired clones (DNA containing DNA encoding erythropoietin was performed using DNA / DNA colony hybridization using a mixture of 128 20-base radiolabeled oligonucleotides with rapid evaluation of 200,000 colonies formed. The status of the oligonucleotide samples was determined by amino acid sequence information in enzymatic fragmentation and sequencing in a small portion of human EPO.
DNA člověka byla izolována z lidského genomu. Izolace klonů s obsahem DNA, která je kódem pro EPO byla uskutečněna hybridizací plaků při použití svrchu uvedené směsi 128 oligonukleotidů o 20 bazích a druhé směsi o 128 radioaktivně značených oligonukleotidů o 17 bazích podle informací, získaných o sledu aminokyselin z jiného enzymaticky získaného fragmentu lidského EPO.Human DNA was isolated from the human genome. Isolation of DNA-containing clones encoding EPO was performed by plaque hybridization using the above mixture of 128 20-base oligonucleotides and a second mixture of 128 17-base radiolabeled oligonucleotides according to amino acid sequence information from another enzymatically obtained fragment of human EPO. .
Positivní klony a plaky byly ověřeny zjištěním sledu LNA klonu při použití pomocné sestavy 16 sledů pro směs vzorků o 20 bazích a vybrané klony byly podrobeny zjištění sledu nukleotidů, jejímž výsledkem bylo odvození primární struktury pólypeptidů typu EPO, pro něž byla tatoPositive clones and plaques were verified by detecting the sequence of the LNA clone using an auxiliary set of 16 sequences for a 20-base sample mixture, and selected clones were subjected to nucleotide sequence detection, which resulted in the primary structure of EPO-type polypeptides for which this
DNA kódem. Takto prokázaný sled polypeptidu byl vysoce homologní s částečným sledem aminokyselin, zjištěným analýzou aminokyselin fragmentů lidského EPO.DNA code. The polypeptide sequence thus detected was highly homologous to the partial amino acid sequence determined by amino acid analysis of human EPO fragments.
Vybraný positivní klon cDNA opice a vybraný positivní klon cDNA člověka byly včleněny do vektoru pro přenos DNA, který byl pomnožen v E. coli a pak užit k transfekci buněk savců v kultuře. Tyto buňky pak byly dále pěstovány, přičemž v supernatantu kultury bylo možno prokázat až 3 OCO mjednotek EPO v 1 ml.The selected positive monkey cDNA clone and the selected positive human cDNA clone were inserted into a DNA transfer vector that was propagated in E. coli and then used to transfect mammalian cells in culture. These cells were then further cultured, and up to 3 OCO EPO units in 1 ml could be detected in the culture supernatant.
Vynález bude osvětlen následujícími příklady a jednotlivé příklady jsou specificky zaměřeny na postupy, které byly prováděny před identifikací klonů cDNA, které jsou kódem pro fiá EPO opice a klonů lidského genomu, na postupy, které byly zaměřenyxí na identifikaci a určeni sledu, na vývoj systému pro expresi a na imunologické ověření exprese EPO v těchto systémech.The invention will be illustrated by the following examples, which are specifically directed to procedures that were performed prior to the identification of cDNA clones encoding the EPO monkey and human genome clones, to procedures that were to identify and sequence, to develop a system for expression and for immunological verification of EPO expression in these systems.
Příklad 1 je zaměřen na určení sledu aminokyselin ve fragmentech lidského EPO a na konstrukci směsi radioaktivně značených vzorků na základě výsledků určení sledu.Example 1 is directed to the determination of the amino acid sequence in human EPO fragments and to the construction of a mixture of radiolabeled samples based on the sequence determination results.
Příklad 2 je zaměřen na postupy, vedoucí k identifikaci positivních klonů cDNA opice a poskytuje informaci pro ošetření zvířat a pro předběžnou rádioimunologickou analýzu (RIA) živočišných ser.Example 2 focuses on procedures for identifying positive monkey cDNA clones and provides information for animal treatment and for preliminary radioimmunoassay (RIA) of animal sera.
Příklad 3 je zaměřen na přípravu směsi a sestavy cDNA, na hybridizaci kolonií, vyhledávání positivních kolonií a ověřování positivních klonů, na zjištění sledu DNA v positivním cDNA klonu a na potvrzení primární struktury EPO opice ( stanovení sledu aminokyselin).Example 3 focuses on the preparation of a cDNA mixture and assembly, colony hybridization, positive colony screening and verification of positive clones, detection of the DNA sequence in the positive cDNA clone, and confirmation of the primary structure of the monkey EPO (amino acid sequence determination).
Příklad 4 je zaměřen na postupy, zahrnující identifikaci positivních lkonů lidského genomu a zajištuje informaci o zdroji genomické knihovny, hybridizaci plaků a ověření positivních klonů.Example 4 focuses on procedures involving the identification of positive genome human genes and provides information on the source of the genomic library, plaque hybridization, and verification of positive clones.
Příklad 5 je zaměřen na zjištění sledu DNA v positivním klonu genomu a na získání informace o sledu aminokyselin v lidském EPO včetně jeho srovnání se sledem EPO opice.Example 5 focuses on the detection of a DNA sequence in a positive clone of the genome and on obtaining information about the amino acid sequence in human EPO, including its comparison with the monkey EPO sequence.
V příkladu 6 jsou uvedeny postupy pro konstrukci vektoru se včleněnou DNA, která je kódem pro lidský EPO, odvozeného od positivního klonu cDNA opise, použití tohoto vektoru pro transfekci buněk COS-1 a pěstczání těchto buněk po transfekci.Example 6 shows procedures for constructing a vector with inserted DNA encoding human EPO derived from a positive cDNA clone, using this vector to transfect COS-1 cells, and culturing these cells after transfection.
Příklad 7 je zaměřen na konstrukci vektoru se včleněnou DNA, která je kódem pro EPO , získanou z positivního klonu lidského genomu, použití tohoto vektoru pro transfekci buněk COS-1 a pěstování těchto buněk po transr fekci.Example 7 focuses on the construction of a vector with inserted DNA encoding EPO obtained from a positive clone of the human genome, the use of this vector for the transfection of COS-1 cells and the cultivation of these cells after transfection.
IAND
Příklad 8 se týká imunologických postupů při nichž bylo použitosupernatantu z kultur buněk po trsnsfekci podle příkladů 6 a 7.Example 8 relates to immunological procedures using the supernatant from cell cultures after transfection according to Examples 6 and 7.
Příklad 9 je zaměřen na sledování biologické účinnosti in vivo a in vitro pro EPO, zéskaný mikrobiální expresí v příkladech 6 a 7·Example 9 focuses on monitoring the in vivo and in vitro biological efficacy of EPO, obtained by microbial expression in Examples 6 and 7.
Příklad 10 se týká vývoje systémů pro expresi u savců pro cDNA EPO opice a pro DNA lidského genomu včetně použití ovaria čínského křečka ( buňky CHO) a také imunologického a biologického sledování účinnosti produktů, získaných expresí při použití těchto systémů a vlastností těchto produktů.Example 10 relates to the development of mammalian expression systems for monkey EPO cDNA and human genome DNA, including the use of Chinese hamster ovary (CHO cells), as well as immunological and biological monitoring of the efficacy of products obtained by expression using these systems and their properties.
Příklad 11 je zaměřen na přípravu genů které jsou kódem pro lidský EPO a jeho analogy, přičemž tyto geny mohou obsahovat řadu preferenčních kodonů, které umožňují nebo esnadňují expresi v E. coli nebo v kvasinkách. Příklad ae rovněž týká příslušných systému pro expresi těchto genů.Example 11 is directed to the preparation of genes that encode human EPO and its analogs, which genes may contain a number of preferred codons that allow or facilitate expression in E. coli or yeast. Example ae also relates to appropriate expression systems for these genes.
naon
Příklad 12 se vztahuje imunologickou a biologickou účinnost produktů, získaných způsobem exprese podle příkladu 11.Example 12 relates to the immunological and biological activity of the products obtained by the expression method according to Example 11.
Vynález bude osvětlen následujícími příklady.The invention will be illustrated by the following examples.
Příklad 1Example 1
A. Stanovení sledu aminokyselin ve fragmentu lidského erythropoetinuA. Determination of the amino acid sequence in a fragment of human erythropoietin
Lidský EPO byl izolován z moči a rozštěpen trypsinem, čímž vzniklo a bylo izolováno 17 oddělených fragmentů v množstvích přibližně 100 až 150 pmolů.Human EPO was isolated from urine and digested with trypsin to give and isolate 17 separate fragments at approximately 100 to 150 pmol.
Tyto fragmenty byly zkusmo očíslovány a pak byly analyzovány na sled aminokyselin mikroanalyzou sledu při použití zařízení, které pracuje s plynnou fází (Biosystems Applied), čímž byla získána informace, která je uvedena v následující tabulce I. V této tabulce jsou jako kódy použita jednotlivá písmena a X znamená zbytek, který nebyl jednoznačně určen.These fragments were experimentally numbered and then analyzed for amino acid sequence by sequence microanalysis using a gas phase apparatus (Biosystems Applied) to obtain the information listed in Table I below. In this table, the individual letters are used as codes. and X is a residue that has not been unambiguously identified.
Vzorek č.Sample no.
T4a T4b T9 T13 T16T4a T4b T9 T13 T16
T18T18
T21 T25 T26a T26bT21 T25 T26a T26b
T27T27
T28 T30T28 T30
T31T31
T33T33
T35 T38T35 T38
Tabulka ITable I
Výsledek anal.vz.v sleduThe result of anal.vz in sequence
A-P-P-RA-P-P-R
G-K-L-KG-K-L-K
A-L-G-A-Q-KA-L-G-A-Q-K
V-L-E-RV-L-E-R
A-V-S-G-L-RA-V-S-G-L-R
L-F-RL-F-R
K-L-F-R y-l-l-e-a-k l-i-c-d-s-rK-L-F-R y-1-e-a-k 1-i-c-d-s-r
L-Y-T-G-E-A-C-RL-Y-T-G-E-A-C-R
T-I-T-A-D-T-F-RT-I-T-A-D-T-F-R
E-A-I-S-P-P-O-A-A-M-A-A-P-L-RE-A-I-S-P-P-O-A-A-M-A-A-P-L-R
E-A-E-X-I-T-T-G-X-A-E-H-X-S-LE-A-E-X-I-T-T-G-X-A-E-H-X-S-L
N-E-X-I-T-V-PN-E-X-I-T-V-P
V-Y-S-N-F-L-RV-Y-S-N-F-L-R
S-L-T-T-L-L-RS-L-T-T-L-L-R
V-N-F-Y-A-W-K g-q-a-l-l-v-x-s-s-q-p-wE-P-L-Q-L-H-V-D-KV-N-F-Y-A-W-K g-q-a-1-1-v-x-s-s-q-p-wE-P-L-Q-L-H-V-D-K
B. Složení a konstrukce směsi vzorků oligonukleotidůB. Composition and construction of a mixture of oligonucleotide samples
Sledy aminokyselin, uvedené v tabulce I byly užity s ohledem na možnou degeneraci genetického kódu ke zjištění, zda by bylo možno použít postup s využitím smíšeného vzorku pro DNA/DNA hybridizaci na cDNA a/nebo na DNA z knihovtay genomu.. Tato analýza umožnila zjistit, že ve fragmentu č. T35 se nacházel sled dedmi zbytků aminokyselin ( Val-Asn-Phe-Tyr-Ala-Trp-Lys), pro nějž by mohl být kódem jeden ze 128 možných sledů DNA s obsahem 20 párů baží. Byl proto sestaven první souhrn 128 sledů o 20 párech baží standardním fosfoamiditovým způsobem podle publikace Beaucage a další, Tetrahedron Letters 22, str. 1859 až 1862 (1981) na pevném nosiči podle následu-The amino acid sequences listed in Table I were used with respect to possible degeneracy of the genetic code to determine whether a mixed sample procedure could be used for DNA / DNA hybridization to cDNA and / or DNA from the genome library. that fragment T35 contained a sequence of inherited amino acid residues (Val-Asn-Phe-Tyr-Ala-Trp-Lys), which could be encoded by one of 128 possible DNA sequences containing 20 bp. Therefore, a first set of 128 sequences of 20 pairs of bases was compiled in a standard phosphoamidite manner according to Beaucage et al., Tetrahedron Letters 22, pp. 1859-1862 (1981) on a solid support according to the following
CC
GG
Další analýzou bylo možno prokázat, že ve fragmentu č. T38 existuje sled šesti zbytků aminokyselin (Gln-Pro-Trp-Glu-Pro-Leu), na základě tohoto sledu bylo možno připravit směs 128 oligonukleotidů se 17 póry baží podle následující tabulky IIIFurther analysis showed that there was a sequence of six amino acid residues (Gln-Pro-Trp-Glu-Pro-Leu) in fragment T38, based on which a mixture of 128 17-pore oligonucleotides could be prepared according to the following Table III.
Tabulka IIITable III
ZbytekResidue
Gin - Pro - Trp - Glu - Pro - LeuGin - Pro - Trp - Glu - Pro - Leu
GTT GGA ACC CTTGTT GGA ACC CTT
C T cC T c
GG
CC
GGA GA - 5' T AGGA GA - 5 'T A
GG
CC
Vzorky oligonukleotidů byly označeny na 5-zakon čení pomocí 32P-ATP, 7500-8000 Ci/mol (ION) při použití T^-polynukleotidkinázy (NEN).Oligonucleotide samples were labeled at the 5- terminus with 32 P-ATP, 7500-8000 Ci / mol (ION) using N-polynucleotide kinase (NEN).
Příklad 2Example 2
A. Předběžné ošetření opic a analýza RIAA. Monkey pretreatment and RIA analysis
Samicím opice Macaca fascicularis o hmotnosti 2,5 až 3 kg ve stáří 1,5 až 2 roky byl podkožně podán roztok o pH 7 s obsahem 12,5 mg/kg fenylhydrazinu ve formě hydrochloridu v den 1, 3 a 5· Před každou injekcí byl kontrolován hematokrit. V den 7 nebo kdykoliv, kdy poklesla hodnota hematokritu na 25% hodnoty původní bylo izolováno krevní sérum a ledviny po podání 25 mg/kg ketaminhydrochloridu. Materiál byl okamžitě zmrazen v kapalném dusíku a skladován při teplotě -7O°C.Female Macaca fascicularis monkeys weighing 2.5 to 3 kg at 1.5 to 2 years of age were given a pH 7 solution containing 12.5 mg / kg phenylhydrazine hydrochloride subcutaneously on days 1, 3 and 5 · Before each injection the hematocrit was checked. On day 7 or whenever the hematocrit decreased to 25% of the original value, blood serum and kidneys were isolated after administration of 25 mg / kg ketamine hydrochloride. The material was immediately frozen in liquid nitrogen and stored at -70 ° C.
B. PIA pro EPOB. PIA for EPO
Radioimunologické zkoušky pro kvantitativní stanovení erythropoetinu ve vzorcích byly prováděny následujícím způsobem:Radioimmunoassays for the quantitative determination of erythropoietin in samples were performed as follows:
Standard erythropoetinu nebo neznámý vzorek byl inkubován spolu s antisérem dvě hodiny při teplotě 37°C.The erythropoietin standard or unknown sample was incubated with the antiserum for two hours at 37 ° C.
Po dvou hodinách inkubace byty zchlazeny zkumavky se vzorky v ledu, byl přidán erythropoetin, značený 12^1 a zkumavky byly inkubovány při teplotě 0° C alespoň 15 hodin. Každá ze zkumavek obsahovala 500 /Ul inkubační směsi, sestávající z 50 yUl zředěného imunního séra, 10 000 Τ ρς impulsů za minutu '-erythropoetinu, 5 ^ul trasylolu a O - 250 /ul standardu EPO nebo neznámého vzorku, zbytek objemu byl doplněn použitím PBS s obsahem 0,1% BSA. Použité antisérum bylo z druhého pokusného odběru krve u králíků, imunizovaných 1% čistým přípravkem erythropoetinu z lidské moči. Konečné ředění antiséra bylo v průběhu pokusu upraveno tak, aby množství 12^I-EP0, vázané na protilátku bylo nejvýš 10 až 20 % možných vstupních impulsů, což je obecně konečné ředění antiséra v rozmězí 1 : 50 000 až 1 : 100000.After two hours of incubation, the sample tubes were cooled in ice, 12 .mu.l of erythropoietin was added, and the tubes were incubated at 0 DEG C. for at least 15 hours. Each tube contained 500 [mu] l of incubation mixture, consisting of 50 [mu] l of diluted immune serum, 10,000 [mu] l pulses per minute of erythropoietin, 5 [mu] l of trasyl and 0-250 [mu] l of EPO standard or unknown sample, the rest of the volume was made up using PBS containing 0.1% BSA. The antiserum used was from a second experimental blood sample from rabbits immunized with 1% pure human urinary erythropoietin. The final dilution of antiserum was adjusted during the experiment so that the amount of 12 μl-EPO bound to the antibody was at most 10 to 20% of the possible input pulses, which is generally the final dilution of antiserum in the range of 1: 50,000 to 1: 100,000.
125125
Protilátka, vázaná na I-erythropoetin byla vasrážena přidáním 150 ^ul Staph A. Po 4o minutách inkubace byly vzorky odstředěny a pelety byly dvakrát promyty 0,75 ml 10 mM Tris-HCl o pH 8,2 s obsahem 0,15 M chloridu sodného, 2 nuu 3ΙΧΓΑ a 0,05 % Tritonu X-100. V promytých peletách byl stanoven počet impulsů ke stanoveni procentuálního množetví vázaného značeného ei-ythropoetinu. Impulsy, získané pro sérum před imunizací byly od získaných hodnot odečteny k vyloučení vlivu nespecifické precipitace.Množství erythropoetinu v neznámém vzorku bylo vypočítáno srovnáním se standardní křivkou.The I-erythropoietin-bound antibody was precipitated by adding 150 μl of Staph A. After 40 minutes of incubation, the samples were centrifuged and the pellets were washed twice with 0.75 ml of 10 mM Tris-HCl pH 8.2 containing 0.15 M sodium chloride. , 2 nuu 3ΙΧΓΑ and 0.05% Triton X-100. The number of pulses in the washed pellets was determined to determine the percentage of bound labeled ε-ythropoietin. Pulses obtained for serum before immunization were subtracted from the values obtained to exclude the effect of non-specific precipitation. The amount of erythropoietin in the unknown sample was calculated by comparison with a standard curve.
Svrchu uvedený postup byl aplikován na sérum opic, zívkané v části A a na sérum zdravých opic. Normální sérum obsahovalo přibližně 36 mJ/ml, kdežto sérum opic předem ošetřených obsahovalo množství v rozmezí 1000 až 1700 mJ/ml.The above procedure was applied to monkey serum chewed in Part A and to healthy monkey serum. Normal serum contained approximately 36 mJ / ml, whereas serum from pretreated monkeys contained amounts ranging from 1000 to 1700 mJ / ml.
Příklad 3Example 3
A. Konstrukce knihovny cDNA opiceA. Construction of monkey cDNA library
Z ledvin normálních a anemických opic byla izolována mRNA pomocí guanidiniumthiokyanótu podle publikace Chirgwin a další, Biochemistry 18, str. 5294 (1979) a póly (A)+ mSNA byla čištěna dvojím průchodem sloupcem s náplní oligo(dT)-cellulozy způsobem podle publikace Maniatis a další, Molecular cloning, a laboratory manuál ( Cold Springs Harbor Laboratory, Cold Springs ňarbor, N.Y. 1982), str. 197 až 198. Knihovna cDNA byla konstruována podle modifikace obecného postupu, popsaného v publikací Okayama a další, Mol· and Cell· Biol. 2, str. 161 až 170 (1982). Klíčové stupně výhodného postupu jsou následující:For kidneys and anemic monkey mRNA was isolated using guanidiniumthiokyanótu described by Chirgwin et al Biochemistry 18, pp. 5294 (1979) and poly (A) + MSNA was purified twice by passing a column packed with oligo (dT) -cellulozy as described by Maniatis et al., Molecular Cloning, and Laboratory Manual (Cold Springs Harbor Laboratory, Cold Springs Harbor, NY 1982), pp. 197-198. The cDNA library was constructed according to a modification of the general procedure described by Okayama et al. Biol. 2, pp. 161-170 (1982). The key steps in the preferred procedure are as follows:
1) jako jediný vektor se užije pUC8, štěpený enzymem Pstl s následným navázáním oligo dT o délce 60 až 80 baží,1) pUC8, digested with PstI, followed by binding of oligo dT of 60 to 80 bases in length, is used as the only vector,
2) k odstranění oligo dT z jednoho zakončení vektoru se užije enzymu Hinc II,2) Hinc II enzyme is used to remove oligo dT from one end of the vector,
3) syntéza prvního řetězce a navázání oligo dT bylo provedeno podle uvedené publikace,3) first strand synthesis and oligo dT binding was performed according to the publication,
4) štěpení BamHI bylo užito k odstranění oligo dG z jednoho zakončení vektoru a4) BamHI digestion was used to remove oligo dG from one end of the vector a
5) náhrada řetězce RNA řetězcem DNA byla uskutečněna za přítomnosti dvou pomocných vazných řetězců, a to GATCTAAGACCGTCCCCCCCCC a ACGGTCTTTA ve trojnósobaém molárním přebytku , vztaženo na vektor se zakončením oligo dG.5) RNA strand replacement with DNA strand was performed in the presence of two helper binding strands, GATCTAAGACCGTCCCCCCCCC and ACGGTCTTTA in a three-fold molar excess, relative to the oligo dG-terminated vector.
B. Hybridizace kolinií za účelem vyhledání sledu v sestavě cDNA opiceB. Colline hybridization to find the sequence in the monkey cDNA assembly
Transformovaný mikroorganismus E. coli byl nane50 sen při hustotě 9 000 kolonií na plotny živné půdy o rozměru 10 x 10 cm s obsahem 50 mikrogramů ampicillinu. Filtry GeneScreen (New England Nuclear Catalog č. Nef972 byly předem zvlhčeny na plotně BHI-CAM ( Bacto brain heart infusion 37 g/1, Kasaminokyseliny 2 g/1 a agar 15g/l s obsahem 500 mikrogramů Chloramfenikolu) a pak byly použity k odstranění kolonií z plotny. Kolonie byly pěstovány v tomtéž prostředí 12 hodin nebo déle k získání většího počtu kopií plasmidu. Pak byly kolonie ( koloniemi směrem vzhůru zpracovávány tak, že filtry byly postupně ukládány na dvě vrstvy papíru Whatman 3 MM, nasycené následujícími roztoky:The transformed E. coli microorganism was at a density of 9,000 colonies per 10 x 10 cm broth plates containing 50 micrograms of ampicillin. GeneScreen filters (New England Nuclear Catalog No. Nef972 were pre-wetted on a BHI-CAM plate (Bacto brain heart infusion 37 g / l, casino acids 2 g / l and agar 15 g / l containing 500 micrograms Chloramphenicol) and then used to remove colonies Colonies were grown in the same medium for 12 hours or more to obtain multiple copies of the plasmid, and the colonies (colonies were processed upward by placing the filters sequentially on two layers of Whatman 3 MM paper, saturated with the following solutions:
1) 50 mM glukózy, 25 mM Tris-HCl o pH 8,0, 10 mM EDTA o pH 8,0 na pět minut,1) 50 mM glucose, 25 mM Tris-HCl pH 8.0, 10 mM EDTA pH 8.0 for five minutes,
2) 0,5 M HaOH na deset minut, a pak2) 0.5 M HaOH for ten minutes, and then
3) 1,0 M Tris-HCl o pH 7,5 na tři minuty.3) 1.0 M Tris-HCl pH 7.5 for three minutes.
Pak byjz filtry usušeny na vzduchu ve vakuu dvě hodiny při teplotě 80°C.The filters were then air dried under vacuum for two hours at 80 ° C.
Pak byly filtry podrobeny štěpení působením Proteinázy K působením roztoku s obsahem 50 mikrogramů/ml tohoto enzymu v pufru K [0,1 M Tris-HCl o pH 8,0, 0,15 M NaCl, 10 mM EDTA o pH 8,3 a 0,2% SDSj.Na každý filtr se přidá 5 ml roztoku a štěpení se provádí 30 minut při teplotě 55°C, načež se roztok odstraní.The filters were then digested with Proteinase K by a solution of 50 micrograms / ml of this enzyme in buffer K [0.1 M Tris-HCl pH 8.0, 0.15 M NaCl, 10 mM EDTA pH 8.3 and 0.2% SDS is added. 5 ml of the solution is added to each filter and the digestion is carried out at 55 ° C for 30 minutes, after which the solution is removed.
K filtrům se pak přidá 4 ml předhybridizačního pufru ( 5x SSPE, 0,5% SDS, 100 mikrogramů/litr SS E coli DNA a 5x BFP). Pufr se nechá působit při teplotě 55°C obvykle 4 hodiny nebo déle a pak se pufr odstraní.4 ml of prehybridization buffer (5x SSPE, 0.5% SDS, 100 micrograms / liter SS E coli DNA and 5x BFP) is then added to the filters. The buffer is allowed to operate at 55 ° C, usually 4 hours or more, and then the buffer is removed.
Hybridizace se pak provádí následujícím způsobem: Ke každému filtru se přidají 3 ml hybridizačního pufru ( 5x SSPE, 0,5% SDS, 100 mikrogramů/litr tBNA kvasinek) s obsahem 0,025 pikomolů sňkJtszsx každého ze 128 vzorků, uvedených v tabulce II ( tato směs se označuje jako EPV směs) a pak se filtry udržují 20 hodin na teplotě 48°0. Tato teplota je o 2°C nižší než nejnižší vypočítaní teplota pro dissociaci (Td) pro každý z uvedených vzorků.Hybridization was then performed as follows: To each filter was added 3 ml of hybridization buffer (5x SSPE, 0.5% SDS, 100 micrograms / liter yeast tBNA) containing 0.025 picomoles per ml of each of the 128 samples listed in Table II (this mixture referred to as EPV mixture) and then the filters are kept at 48 ° C for 20 hours. This temperature is 2 ° C lower than the lowest calculated dissociation temperature (Td) for each of the samples.
Po hybridizaci se filrty třikrát promyjí na třepačce vždy 10 minut při použití 6x SSC a 0,1% SDS při teolotě místnosti, načež se promyjí ještě dvakrát až třikrát 6x SSC s 1% SDS při teplotě hybridizace 48°C.After hybridization, the filters were washed three times on a shaker for 10 minutes each using 6x SSC and 0.1% SDS at room temperature, and then washed two to three more times 6x SSC with 1% SDS at a hybridization temperature of 48 ° C.
Autoradiografií filtrů bylo taožno prokázat, že z původního počtu 200 000 kolonií je sedm kolonií positivních.Autoradiography of the filters was able to prove that out of the original number of 200,000 colonies, seven colonies are positive.
Pak byla provedena analýza sledu jednoho z klonů cDNA opice ( označeného jek o klon 83) modifikací postupu, uvedeného v publikaci Wallace a další, Gene 16, str.The sequence of one of the monkey cDNA clones (designated clone 83) was then analyzed by modifying the procedure described in Wallace et al., Gene 16, p.
21-26 (1981). Postup byl prováděn tak, že pjiasmidová DNA opičího klonu 83 cDNA byla linearizována působením restrikčního enzymu EcoRI a pak denaturována zahřátím ve vrou cí vodní lázni. Sled desoxynukleotidů byl stanoven způsobem podle publikace Sanger a další, P.N.A.S. (USA) 74, str. 5463 - 5467 (1977). Jako primer pro tuto reakci byla užita podskupina EPV směsi, sestávající ze 16 sledů.21-26 (1981). The procedure was performed by linearizing the plasmid DNA of monkey clone 83 cDNA with EcoRI and then denaturing by heating in a boiling water bath. The sequence of deoxynucleotides was determined according to the method of Sanger et al., P.N.A.S. (USA) 74, pp. 5463-5467 (1977). A subset of the EPV mixture, consisting of 16 sequences, was used as a primer for this reaction.
C. Stanovení sledu cDNA opice pro EPOC. Determination of monkey cDNA sequence for EPO
Analýza nukleotidů klonu 83 byla prováděna ppdle publikace Messing, wíethods in Enzymology 101, str. 20-78 (1983). V tabulce IV je shrnuta analýza restrikčními enzymy přibližně 1600 párů baží fragmentu klonu 83, štěpeného enzymem EcoRI/Kind III. Přibližné uložení míst pro působení svrchu uvedených restrikčních endonukleáz bylo stanoveno tak, že byl určen počet baží od zakončení 3* k místu pro působení enzymu EcoRI v blízkosti 5-zakončení tohoto fragmentu. Analýza sledu nukleotidů byla provedena stanovením sledu jednoltivých fragmentů po půso53 bení jednotlivých restrikčních enzymů tak, že bylo možno zjistit také fragmenty, které se překrývají. Tak bylo zjištěno například překrytí při analýze sledu nukleotidBů v případě restrikčního fragmentu, označeného C113 (Sau3A při přibližně 11/SmaI při přibližně 324) a obrácený sled v případě fragmentu, označeného jako C73 (Alu I při přibližně 424/BstEII při přibližně 203).Nucleotide analysis of clone 83 was performed according to Messing, Methods in Enzymology 101, pp. 20-78 (1983). Table IV summarizes the restriction enzyme analysis of approximately 1600 base pairs of EcoRI / Kind III digested clone 83. The approximate location of the restriction endonuclease sites was determined by determining the number of bases from the 3 * end to the EcoRI site near the 5-terminus of this fragment. Nucleotide sequence analysis was performed by determining the sequence of individual fragments after treatment with individual restriction enzymes so that overlapping fragments could also be detected. Thus, for example, overlap in nucleotide sequence analysis was found for the restriction fragment designated C113 (Sau3A at about 11 / SmaI at about 324) and the reverse sequence for the fragment designated C73 (Alu I at about 424 / BstEII at about 203).
V následující tabulce ΒΓ je uvedeno přibližné místo pro působení jednotlivých restrikčních endonukleáz.The following table ΒΓ shows the approximate site of action of each restriction endonuclease.
T bulka IVT bulka IV
ÍO· ; L r· ΐ. k·:' ri ' < íir.'.ÍO ·; L r · ΐ. k ·: 'ri' <íir. '.
Mí í; t.o pro ;; i sob*·· ní bLižné umístíníMí í; t.o pro ;; and reindeer * ·· her nearby location
Stanovení á.edu úseku o 1342 párech baží ( v oblasti od místa působení enzymu Sau3A v blízkostfti 3-zakončení do místa působení enzymu EcoRI a HindlII) a analysa směru odečítání dovolila získat informace o sledu aminokyselin^ a o příslušné DNA, tak jak jsaa uvedeny v tabulce V. V této tabulce je počátěční aminokyselina úplného EPO ( jak bylo ověřeno korelací s předem zmíněným sledem o 20 terminálních aminokyselinách) označena číslem +1. Přítomnost kodonu ATG, specifického pro tvorbu methioninu ( a označeného číslem -27) směrem vzhůru“ od terminálního alaninového zbytku jako prvního zbytku pro úplný EPO napovídá, že k expresi EFO dochází nejprve v cytoplasmě ve formě prekursoru, který obsahuje “vedoucí oblast o 27 zbytcích aminokyselin, která se odštěpuje před vstupem EPO do krevního oběhu. Potenciální místa pro glykosylaci jsou v polypeptidů označena hvězdičkami. Stanovená molekulová hmotnost přenesené oblasti byla stanovena jako 21 117 jednotek a molekulová hmotnost 165 polypeptidových zbytků, tvořících úplný EPO opice byla stanovena jako 18 236 jednotek.Determination of the 1342 base pair region (in the region from the Sau3A enzyme site near the 3-terminus to the EcoRI and HindIII site) and analysis of the reading direction allowed to obtain information on the amino acid sequence and the relevant DNA as given in In this table, the starting amino acid of complete EPO (as verified by correlation with the aforementioned sequence of 20 terminal amino acids) is indicated by the number +1. The presence of the methionine-specific ATG codon (numbered -27) upstream of the terminal alanine residue as the first residue for complete EPO suggests that EFO expression first occurs in the cytoplasm in the form of a precursor that contains a 27-residue leader region. amino acids that are cleaved before EPO enters the bloodstream. Potential glycosylation sites are indicated by asterisks in polypeptides. The determined molecular weight of the transferred region was determined to be 21,117 units and the molecular weight of 165 polypeptide residues constituting complete monkey EPO was determined to be 18,236 units.
oO
Gly Cys Ser Glu Ser Cys Ser Leu Asn Glu Asn Ile Thr Val Pro GGC TGT TCC GAA AGC TGC AGC TTG AAT GAG AAT ATC ACC GTC CCA »1Gly Cys Ser Glu Ser Cys Ser Leu Asn Glu Asn Ile Thr Val Pro GGC TGT TCC GAA AGC TGC AGC TTG AAT GAG AAT ATC ACC GTC CCA »1
- 51pokračování tabulky- 51continued table
Thr Ala Asp Thr Phe Cys Lys Leu Phe Arg Val Tyr Ser Asn Phe ACT GCT GAC ACT TTC TGC AAA CTC TTC CGA GTC I AC TCC AAT TTC pokračování tabulkyThr Ala Asp Thr Phe Cys Lys Leu Phe Arg Val Tyr Ser Asn Phe ACT GCT GAC ACT TTC TGC AAA CTC TTC CGA GTC I AC TCC AAT TTC continued table
AGGATGGGGGCTGGCCTCTGGTTCTCGTGGGGTCCAAGCTTAGGATGGGGGCTGGCCTCTGGTTCTCGTGGGGTCCAAGCTT
HindlIIHindlII
Polypeptidový sled, uvedený v tabulce V je možno snadno podrobit aaalyze na přítomnost vysoce hydrofilních oblastí a/nebo analýza na sekundární strukturní vlastnosti, které jsou také například potenciálními vysoce . imunogenními oblastmi, například způsobem podle publikace Hopp a další, PNAS (USA) 78, str. 3824 až 3828 (1981) a podle publikace Kyte a další, J. Mol. Biol. 157, str.The polypeptide sequence listed in Table V can be readily analyzed for the presence of highly hydrophilic regions and / or analysis for secondary structural properties that are also potentially high, for example. immunogenic regions, for example, the method of Hopp et al., PNAS (USA) 78, pp. 3824-3828 (1981) and Kyte et al., J. Mol. Biol. 157, p.
105 až 132 (1982) a/nebo Chou a další, Biochem. 13, str. 222 až 245 (1974) a Advances in Enzymology 47, str. 45-47 (1978). Analýzu s pomocí počítače je možno zajisti při využití nabídy PEP Reference Sectio 6.7, Intelligenetics lne., 124 University Avenue, Palo Alto, California, USA ( způsob podle Hoppeho a dalších).105-132 (1982) and / or Chou et al., Biochem. 13, pp. 222-245 (1974) and Advances in Enzymology 47, pp. 45-47 (1978). Computer-assisted analysis can be performed using the PEP Reference Sectio 6.7 range, Intelligenetics Inc., 124 University Avenue, Palo Alto, California, USA (method according to Hoppe et al.).
Příklad 4Example 4
A. Sestava lidského genémuA. Human genome assembly
Byla získána sestava genomu lidských fetálních jater, nesená fágem Cn4A způsobem, popsaným v publikaci Lawn a další, Cell lz, stí. 5s3 až 943 (1979), sestava pak byla udržována pro použití při hybridizaci plaků.The human fetal liver genome assembly, carried by Cn4A phage, was obtained as described by Lawn et al., Cell 1z. 5s3-943 (1979), the assembly was then maintained for use in plaque hybridization.
Β. Hybridizace plaků jako metoda pro vyhledávání sledů v sestavě lidfcého genomuΒ. Plaque hybridization as a method for searching for sequences in the human genome
Čás tice fágu pyly rozrušeny a DNA byla fixována na filtry v množství 50 OCO plaků na filtr způsobem, popsaným v publikaci Woo, Methods in Enzymology 68,str.The phage phage sections were disrupted and the DNA was fixed on filters at 50 OCO plaques per filter as described in Woo, Methods in Enzymology 68, p.
389 až 395 (1979) s tím rozdílem, že bylo užito filtrů GeneScreen Plus (New England Nuclear Catlog č. NEF-976) a ploten NZYAM ( NaCl 5g, MgGl^ · 6 ^0 2g, NZ-Amin A 10 g, extrakt z kvasnic 5g, Kasaminokyseliny 2 g, maltóza 2 g a agar 15 g na litr).389-395 (1979) except that GeneScreen Plus filters (New England Nuclear Catlog No. NEF-976) and NZYAM plates (NaCl 5g, MgGl 2 · 6 ^ 0 2g, NZ-Amin A 10 g, extract) were used. from yeast 5 g, casamino acids 2 g, maltose 2 g and agar 15 g per liter).
Filtry, usušené na vzducnu byly zahřívány 1 hodinu na teplotu 80°C a pak byly..štěpeny Proteinátou K způsobem podle příkladu 3, část B. Předběžná hybridizace byla prováděna při použití 1 M NaCl, 1% SDS pufru 4 hodiny při teplotě 55°C nebo o něco déle, načež byl pufr odstraněn. Hybridizace a zpracování po hybridizaci bylo prováděno obdobným způsobem jako v příkladu 3, část B. Byla užita jak směs 128 vzorků o 20 párech baží, označená EPV tak směs 128 vzorků o 17 párech baží z tabulky III, označená jako směs EPQ. Hybridizace byla prováděna při použití směsi EPV při teplotě 48°C a při použití směsi EPQ při teplotě 46°C, tj. 4 stupně pod nejnižší vypočítanou hodnotou Td pro složky směsi. Odstranění hybridizováného vzorku pro rehybridizaci bylo prováděno varem s lx SSC, OjL%SDS na dvě minuty. Autoradiografie filtrů prokázala přítomnost tří positivních klonů ( které reagovaly s oběma vzorky) ze skupiny původních 1 500 000 fégů. Pak byla ověřena skutečnost, že tyto positivní klony jsou kódem pro EPO stanovením sledu LNA a v elektronovém mikroskopu, kde je možno prokázat strukturu cDNA opice z příkladu 3. Tímto postupem bylo rovněž možno prokázat přítomnost intronů ve sledu DNA genomu.The air-dried filters were heated to 80 ° C for 1 hour and then digested with Proteinate K according to the method of Example 3, Part B. Preliminary hybridization was performed using 1 M NaCl, 1% SDS buffer for 4 hours at 55 ° C. C or slightly longer, after which the buffer was removed. Hybridization and post-hybridization treatment were performed in a manner similar to Example 3, Part B. Both a mixture of 128 20 bp samples, designated EPV, and a mixture of 128 17 bp samples from Table III, designated EPQ, were used. Hybridization was performed using the EPV mixture at 48 ° C and using the EPQ mixture at 46 ° C, i.e. 4 degrees below the lowest calculated Td value for the mixture components. Removal of the hybridized rehybridization sample was performed by boiling with 1x SSC, 0.1% SDS for two minutes. Autoradiography of the filters showed the presence of three positive clones (which reacted with both samples) from the group of the original 1,500,000 phages. These positive clones were then verified to encode EPO by LNA sequence determination and electron microscopy, where the structure of the monkey cDNA of Example 3 could be demonstrated. The presence of introns in the DNA genome sequence could also be demonstrated.
Příklad 5Example 5
Byla provedena analýza sledu nukleotidů v jednom z positivních klonů ( označeném lambdahEl). Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce VI.Nucleotide sequence analysis was performed in one of the positive clones (designated lambdahE1). The results are shown in Table VI below.
IAND
GTGAGTACT.CGCGGGCTGGGCGCTCCCGGCGGCCGGGTTCCTGTTTGAGCGGGGATTTAGCGCCCCGGCTGTGAGTACT.CGCGGGCTGGGCGCTCCCGGCGGCCGGGTTCCTGTTTGAGCGGGGATTTAGCGCCCCGGCT
Η ο·1Ο ο · 1
TTTGAGGCTGCAGTGAGCTGTGATCACACCACTGCACTCCAGCCTCAGTGACAGAGTGAGGCCCTGTCTCA . 65 _TTTGAGGCTGCAGTGAGCTGTGATCACACCACTGCACTCCAGCCTCAGTGACAGAGTGAGGCCCTGTCTCA. 65 _
Tabulka 71 - pokračování oTable 71 - continued o
a oa o
ACACAATATGACACACAATATGAC
V tabulce VI je počátečním kontinuálním sledem DNA horní sled o 620 bazích, který je zřejmě nepřeneseným sledem, bezprostředně předcházejícím přenesené části genu pro lidský EPO. Sled zřejmě obsahuje 5-zakončení genu a pak přenesenou oblast DNA, která je kódem pro první čtyři aminokyseliny ( -27 až -24) vedoucího nebo předběžného” sledu. Čtyři páry baží ve sledu před sledem, který je kódem pro začátek vedoucího sledu nebyly jednoznačně stanoveny a jsou proto označeny jako X. PakIn Table VI, the initial continuous DNA sequence is the 620-base upper sequence, which appears to be the untranslated sequence immediately preceding the transferred portion of the human EPO gene. The sequence appears to contain the 5-terminus of the gene and then the transferred region of DNA, which encodes the first four amino acids (-27 to -24) of the leader or preliminary sequence. The four pairs in the sequence before the sequence, which is the code for the beginning of the leading sequence, have not been unambiguously determined and are therefore marked as X. Then
639 následuje intron o píxbiíáařpárech baží (439 párů baží z tohoto sledu bylo prokázáno, zbývajících 200 je označeno I.S.) a pak kodon pro glutamin, který byl označen polohou -23 v přeneseném polypeptidů. Sled exonu, který bezprostředně následuje je kódem pro zbytky aminokyselin od slaninového zbytku ( označeného jako zbytek +1 sledu aminokyselin úplného lidského EPO) do kodonu pro theonin v poloze +26, načež následuje druhý intron, sestávající z 256 baží, jak je označeno. Za tímto intronem následuje exon pro zbytky aminokyselin v poloze 27 až 55 a pak třetí intron o 612 pírech baží. Následující exon je kódem pro zbytky 56 až 115 lidského EPO a pak následuje čtvrtý intron o 134 bazích, jak je uvedeno. Za ním následuje exon, který je kódem pro zbytky 116 až 166 a “stop kodon (TGA). V tabulce VI je uveden sled 568 párů baží, v němž se zřejmě nachází nepřenesená 3-oblast lidského EPO-genu a dva páry baží v tomto genu (X) ještě nebyly plně identifikovány.639 is followed by an intron of two base pairs (439 base pairs from this sequence were identified, the remaining 200 are designated I.S.) and then a codon for glutamine, which was designated position -23 in the transferred polypeptide. The exon sequence immediately following encodes amino acid residues from the bacon residue (designated residue +1 of the full-length human EPO amino acid sequence) to the codon for theonine at position +26, followed by a second intron consisting of 256 bases, as indicated. This intron is followed by an exon for amino acid residues at positions 27 to 55 and then a third intron of 612 pounds bases. The following exon codes for residues 56 to 115 of human EPO, followed by a fourth intron of 134 bases, as indicated. It is followed by the exon, which codes for residues 116 to 166, and the stop codon (TGA). Table VI shows a sequence of 568 base pairs in which the untranslated 3-region of the human EPO gene appears to be located, and the two base pairs in this gene (X) have not yet been fully identified.
Tabulka VI tedy slouží k identifikaci primární struktury (sledu aminokyselin) úplného lidského EPO včetně 166 plně specifikovaných aminokyselinových zbytků (stanovená molekulová hmotnost 18 399). Jak je v tabulce uvedeno, je diss sled DNA kódem pro signální sled o 27 zbytcích spolu s 5- a 3- DNA sledg, které mohou být významné pro funkci promotor/operétor operonu lidského genu. Místa pro potenciální glykosylaci úplného lidského EPO polypeptidů jsou v tabulce označena hvězdičkami. Je nutno uvést, že specifický sled aminokyselin, uvedený v tabulce VI pravděpodobně představuje sled přírodně se vysyktující alelové formy lidského erythropoetinu. Podporu pro toto tvrzení je možno nalézt ve výsledcích soustavných výzkumů sledů lidského erythropoetinu, izolovaného z moči, jimiž bylo prokázáno, že podstatné množství molekul erythropoetinu obsahuje methionin v poloze 126 na rozdíl od šeřinu, který je uveden v tabulce.Thus, Table VI serves to identify the primary structure (amino acid sequence) of complete human EPO, including 166 fully specified amino acid residues (determined molecular weight 18,399). As shown in the table, the diss sequence DNA encodes a 27-residue signal sequence along with 5- and 3-sequence DNAs that may be important for the promoter / operon function of the human gene operon. Sites for potential glycosylation of whole human EPO polypeptides are indicated by asterisks in the table. It should be noted that the specific amino acid sequence listed in Table VI is likely to be the sequence of the naturally occurring allelic form of human erythropoietin. Support for this claim can be found in the results of systematic studies of urine-isolated sequences of human erythropoietin, which have shown that a substantial number of erythropoietin molecules contain methionine at position 126, in contrast to the sherina shown in the table.
V tabulce VII je uveden rozsah homologie sledu mezi lidským a opičím erythropoetinem. V horní kontinuál69 ní linii tabulkyje užito jednotlivých písmen k označení sledu lidského polypeptidů po translaci, začíná se polo hou -27, spodní kontinuální linie uvádí sled pro opičí erythropoetin, začíná se opět místem, označeným polohou -27. K osvětlení homologie jednotlivých sledů je užito hvězdiček. Je nutno se zmínit o tom, že sledy lidského a opičího EPO prokazují přídatný lysinový (K) zbytek v pihloze 116 lidského erythropoetinu. Při srovnání s tabulkou VI je zřejmé, že tento zbytek leží na hranici spojení ve sledu genomu (mRNA).Přítomnost lysinového zbytku ve sledu lidského polypeptidů byla dále ověřena zjištěním sledu lidské cLNA v klonu, získaném pomocí mRNA, izolované z buněk C03-1, transformovaných pomocí DNA lidského genomu, tak jak je uvedena v příkladu 7, který bude dále uveden.Table VII shows the extent of sequence homology between human and monkey erythropoietin. In the upper continuous line, the table uses the letters used to indicate the sequence of human polypeptides after translation, starting at position -27, the lower continuous line listing the sequence for monkey erythropoietin, starting again at the position indicated at position -27. Asterisks are used to illuminate the homology of individual sequences. It should be noted that human and monkey EPO sequences show an additional lysine (K) residue in human erythropoietin 116. A comparison of Table VI shows that this residue lies at the junction of the genome sequence (mRNA). The presence of a lysine residue in the human polypeptide sequence was further verified by detecting the human cLNA sequence in a clone obtained with mRNA isolated from C03-1 cells. transformed with human genome DNA, as described in Example 7 below.
Příklad 6Example 6
Systém pro expresi, který byl zvolen pro počáteční pokusy uskutečnit mikrobiální syntézu izolovatelných množství erythropoetinu, pro nějž je kódem opičíThe expression system chosen for the initial attempts to perform microbial synthesis of isolatable amounts of erythropoietin, which is the code of the monkey
příslušná cDNA a který je uveden v příkladu 3 byl systém, při němž bylo užito jako hostitele savčích buněk ( tj. buněk COS-1, ATCC č. CRL-1650). Tyto buňky byly podrobeny transfekci vektorem, který umožňoval i autonomní replikaci v E. coli jako hostiteliívzhledem k přítomnosti DNA, odvozené od plasmidu pBR322) i replikaci v buňkách savců (vzhledem k přítomnosti DNA, odvozené od viru SV40).the relevant cDNA and which is given in Example 3 was a system in which mammalian cells (i.e. COS-1 cells, ATCC No. CRL-1650) were used as hosts. These cells were transfected with a vector that allowed both autonomous replication in E. coli as a host due to the presence of DNA derived from plasmid pBR322) and replication in mammalian cells (due to the presence of SV40-derived DNA).
Podrobněji uvedeno, vektor pro expresi byl konstruován následujícím způsobem. Klon 83 plasmidu, v příkladu 3 byl podroben amplifikaci v Ξ. coli s DNA o přibližně 1,4 kilobazí, která je kódem pro opičí erythropoetin byla izolována pomocí štěpení enzymy EcoRI a HindlII. Odděleně byl izolován fragment z pBR322 o velikosti přibližně 4,0 kilobai pomocí enzymů HindlII a Sáli. Z DNA M13mpl0 RF (P a L Laboratories) byl působením enzymů EcoRI a Sáli získán vazný” fragment o velikosti přibližně 30 párů baží. Tento fragment obsahoval postupně zakonv čení po štěpení EcoRI, schopné opětné vazby, pak následovala místa pD štěpení enzymy Sstl, Smál, BamHI a Xbal a zakončení po štěpení enzymem Sáli, schopné opětné vazby. Všechny tři svrchu uvedené fragmenty byly navázány, čímž byl jako meziprodukt získán plasmid (pERS) o přibližně 5,4 kilobazí, v němž DNA pro erythropoetin byla na jed· né straně ohraničena skupinou míst pro působení různých restrikčních enzymů. Plasmid pERS byl pak štěpen enzymy HindlII a Sáli, čímž byla získána DNA pro EPO a vazný řětězec EcoRI až Sáli (M13mpl0). Fragment o 1,4 pérech baží byl navázán na fragment plasmidu pBR322 o 4,0 kilobazícn po štěpení enzymy BamHI a Sáli a na další vazný řetězec , získaný štěpením M13mpl0 RF enzymy HindlII a BamHI o přibližně 30 párech baží. Tento druhý vazný řětězec z M13 měl na jednom zakončení místo po působení enzymu HimdlII s možností opětné vazby, toto místo bylo následováno místy pro působení restrikčních enzymů Pstl,In more detail, the expression vector was constructed as follows. Plane clone 83, in Example 3, was amplified in Ξ. coli with DNA of approximately 1.4 kilobases, which encodes monkey erythropoietin, was isolated by digestion with EcoRI and HindIII. Separately, a fragment of pBR322 of approximately 4.0 kilobai was isolated using HindIII and SalI enzymes. A binding fragment of approximately 30 base pairs was obtained from M13mp10 RF DNA (P and L Laboratories) by EcoRI and SalI enzymes. This fragment contained EcoRI-digestible cleavage, followed by SstI, SmaI, BamHI and XbaI digestion pD sites and SalI-digestible cleavage after SalI digestion. All three of the above fragments were ligated to give an intermediate plasmid (pERS) of approximately 5.4 kilobases in which the DNA for erythropoietin was flanked on one side by a group of sites for various restriction enzymes. Plasmid pERS was then digested with HindIII and SalI to obtain DNA for EPO and the EcoRI to SalI binding strand (M13mp10). The 1.4 bp fragment was ligated to a 4.0 kilobase fragment of plasmid pBR322 after digestion with BamHI and SalI and to another binding strand obtained by digestion of M13mp10 with RF enzymes HindIII and BamHI of approximately 30 bp. This second binding chain from M13 had a re-binding site at one end after the HimdlII enzyme, followed by sites at the PstI restriction enzyme,
Sáli, Xbal a pak následovalo zakončení po štěpení enzymem BamHI s možností opětné bzaby. Produktem vazby byl opět užitečný plasmid (pBR-EPO), který obsahoval DNA pro jSalI, XbaI, followed by termination with BamHI digestion with the possibility of resuspension. The binding product was again a useful plasmid (pBR-EPO), which contained DNA for j
erythropoetin, který byla na obou stranách ohraničena 1 řetězci s celou řadou míst pro působení různých restrikčních enzymů.erythropoietin, which was bounded on both sides by 1 chain with a number of sites for the action of various restriction enzymes.
Vektor, který byl užit pro expresi DNA pro erythropoetin v buňkách COS-1 ( pDSVLl) byl konstruován tak, i aby dovoloval selekci a autonomní replikaci v E. coli.The vector used to express erythropoietin DNA in COS-1 cells (pDSVL1) was designed to allow selection and autonomous replication in E. coli.
Tyto vlastnosti uvedeného vektoru jsou zajištovány počátkem replikace a sledem DNA, který je kódem pro odolnost proti ampicillinu,který je uložen mezi nnkleotidy 2448 a 4362 ve sledu plasmidu pBR322. Tento sled byl strukturně modifikován přidáním pomocného vazného řetězce tak, aby vzniklo místo,pro působení restrikčního enzymu HindlII bezprostředně v sousedství nukleotidu 2448 před včleněním do vektoru. Z užitečných vlastností zvoleného vektoru je zapotřebí uvést zejména schopnost autonomní replikace v buňkách COS-1 a přítomnost sledu promotoru viru, funkčního v buňkách savců. Tyto vlastnosti jsou zajišťovány sledem DNA pro počátek replikace a sledem virového promotoru, jehož délka je 342 párů baží a zasahuje od polohy 5171 sledu do polohy 270 genomu SV40. Ve vektoru se nachází jediné místo pro působení restrikčního enzymu ( BamHI) a v těsné blízkosti virového promotoru je navázán běžně dodávaný vazný sled ( Collaborative Research). Ve vektoru je včleněn také sled o 237 párech baží (poloha nukleotidů 2>53 až 277C HV4C) s obsahem :u<,A virového nylsčníno signálu ( obvykle uvád.· jaro terminátor transkripce. Tento fragment byl co vektoru uležen ve správné orientaci vzhlecem k virovému promotoru pomocí jediného místa pro působení restrikčního enzymu BamHI. Ve vektoru je rovněž přítomen další gen sav ce v poloze, která není rozhodující pro potenciální trans kripci genu, včlendného v jediném místě působeni BamHI, mezi virovým promotorem a terminačním sledem ( tímto ge73 nem byl gen o přibližně 2500 pérech baží pro myší dihydrofolátreduktázu (DHKF), izolovaný z plasmidu pMG-1 způsobem, popsaným v publikaci Gasser a další, PNAS (USA) .These properties of said vector are ensured by the origin of replication and the DNA sequence, which encodes the ampicillin resistance, which is located between nucleotides 2448 and 4362 in the sequence of plasmid pBR322. This sequence was structurally modified by the addition of an auxiliary binding strand to create a site for the action of the restriction enzyme HindIII immediately adjacent to nucleotide 2448 prior to incorporation into the vector. Among the useful properties of the chosen vector, it is necessary to mention in particular the ability of autonomous replication in COS-1 cells and the presence of a virus promoter sequence functional in mammalian cells. These properties are provided by the DNA sequence for the origin of replication and the viral promoter sequence, which is 342 bp in length and extends from position 5171 of the sequence to position 270 of the SV40 genome. There is a single restriction enzyme site (BamHI) in the vector, and a commercially available binding sequence (Collaborative Research) is bound in close proximity to the viral promoter. The vector also incorporates a sequence of 237 bass pairs (nucleotide position 2> 53 to 277C HV4C) containing: u <, A viral lysing signal (usually indicated by the transcription terminator. This fragment was placed in the correct orientation with respect to the vector). Another mammalian gene is present in the vector at a position that is not critical for the potential transcription of the gene, which is a single BamHI site, between the viral promoter and the termination sequence (this gene was not a gene of approximately 2500 feathers is based on mouse dihydrofolate reductase (DHKF), isolated from plasmid pMG-1 as described in Gasser et al., PNAS (USA).
79, str. 6522 až 6526 (1982)). Hlavní operativní složky »79, pp. 6522-6526 (1982)). Main operational components »
plasmidu pDSVLl jsou v nukleotidech 2448 až 4362 plasmidu pBR322 spolu s nukleotidy 5171 až 270 (342 párů baží) a 2553 až 2770 (237 pórů baží) DNA SV40.of plasmid pDSVL1 are at nucleotides 2448 to 4362 of plasmid pBR322 together with nucleotides 5171 to 270 (342 bp) and 2553 to 2770 (237 bore) of SV40 DNA.
Podle svrchu uvedených postupů, popsaných například v uvedené publikaci maniatise a dalších byla izolována DNA, která je kódem pro erythropoetin z plasmidu pBR-EPO jako fragment po štěpení enzymem BamHI a pak byla í včleněna do plasmidu pDSVLl po jeho rozštěpení enzymem BamHI. Analýza restrikčními enzymy byla použita k potvrzení včlenění genu pro erythropoetin ve správné orientaci ve dvou z výsledných klonovaných vektorů ( vektory H a L).Following the above procedures, as described, for example, in Maniatis et al., DNA encoding erythropoietin was isolated from plasmid pBR-EPO as a fragment after BamHI digestion and then inserted into plasmid pDSVL1 after digestion with BamHI. Restriction enzyme analysis was used to confirm the incorporation of the erythropoietin gene in the correct orientation in two of the resulting cloned vectors (vectors H and L).
Tyto skutečnosti jsou zřejmé i z obr. 2, kde je znázorněn plasmid pDSVL-MkE. Vektory s geny EPO v nesprávné orientaci byly uchovány jako negativní kontroly pro pokusy s transfekci, při nichž běží o stanovení úrovně exprese EPO v hostiteli, transformovaném vektory, které obsahují DNA pro erythropoetin ve správné orientaci.These facts are also evident from Fig. 2, where the plasmid pDSVL-MkE is shown. Vectors with EPO genes in the wrong orientation were maintained as negative controls for transfection experiments in which the expression level of EPO in a host transformed with vectors containing erythropoietin DNA in the correct orientation was determined.
Příklad 7Example 7
A. Počáteční systém pro expresi EPO, buňky COS-1A. Initial EPO expression system, COS-1 cells
Systém, který byl zvolen pro počáteční pokusy s mikrobiální syntézou izolovatelných množství lidského erythropoetinu, pro nějž je kódem DNA lidského genomu rovněž zahrnoval expresi v buňkách savců jako v hostitelských buňkách ( tj. v buňkách COS-1, ATCC č. CSL-1650).The system that was chosen for the initial experiments with microbial synthesis of isolatable amounts of human erythropoietin, which encodes the human genome DNA, also included expression in mammalian cells as host cells (i.e., COS-1 cells, ATCC No. CSL-1650).
Gen pro lidský EPO byl nejprve podroben počátečnímu klonování ve vektoru, který je schopen autonomní replikace v obou hostitelích E. coli ( vzhledem k přítomnosti DNA z plasmidu pBR322) i v buněčné linii savců COS-1 ( vzhledme k přítomnosti DNA, odvozené od viru SV40). Tento vektor ’ s obsahem genu pro erythropoetin byl pak vnesen do buněk COS-1. Polypeptidový materiál typu EPO byl pak buňkami po provedené transfekci produkován a vylučován do prostředí, v němž byly buňky pěstovány.The human EPO gene was first subjected to initial cloning in a vector capable of autonomous replication in both E. coli hosts (due to the presence of DNA from plasmid pBR322) and in the mammalian cell line COS-1 (due to the presence of SV40-derived DNA ). This erythropoietin gene vector was then introduced into COS-1 cells. The EPO-type polypeptide material was then produced by the cells after transfection and secreted into the medium in which the cells were grown.
Vektor pro expresi byl tedy zkonstruován následujícím způsobem: DNA, izolovaná z lambda klonu >hEl 3 obsahem genu pro EPO lidského genomu byl rozštěpen působením restrikčních enzyň Bamtíl a HindlII a byl izolován fragment o 5,6 kbazí, o němž bylo známo, že obsahuje úplný gen pro erythropoetin. Tento fragment byl navázán na bakteriální plasmid pUC8 ( Bethesda Research Laboratories lne.), který byl rozštěpen obdobným způsobem, čímž vznikl intermediární plasmid (pUC8-HuE, který se tak stal vhodným zdrojem uvedeného restrikčního fragmentu.Thus, the expression vector was constructed as follows: DNA isolated from the lambda clone> hE13 containing the EPO gene of the human genome was digested with the restriction enzymes Bamtil and HindIII, and a 5.6 kbase fragment known to contain the complete erythropoietin gene. This fragment was ligated to the bacterial plasmid pUC8 (Bethesda Research Laboratories Inc.), which was digested in a similar manner to give an intermediate plasmid (pUC8-HuE), which thus became a suitable source of said restriction fragment.
Vektor, který byl zvolen pro expresi DNA pro EPO v buňkách COS-1 ( p3V4SEt) byl zkonstruován již dříve. Jde o plasmid, který obsahuje sled DNA, dovolující sělekci a autonomní replikaci v buňkách E. coli. Tyto vlastnosti jsou zajištovány sledy DNA pro počátek replikace a pro odolnost proti ampicillinu, které jsou přítomny v oblasti, která zasahuje od nukleotidu v poloze 2448 do nukleotidu v poloze 4362 bakteriálního plasmidu pBR322, tento sled byl pak strukturně modifikován přidáním vazného řetězce s místem pro působení restrikčního enzymu HindlII bezprostředně v blízkosti polohy 2448. Plasmid pSV4SEt je rovněž schopen autonomní replikace v buňkách COS-1. Tato vlastnost je zajištována fragmentem o 342 párech baží s obsahem počátku pro replikaci z viru SV4O ( nukleotidy v polohách 5171 až 270. Tento fragment byla pak modifikován přidáním vazného řetězce s místem pro působení restrikčního enzymu gcoRI v bezprostřední blízkosti nukleotidu 270 a vaznéno řetězce s místem pro působení SalL v bezprostřední blízkosti nukleotidu 5171.The vector that was chosen to express EPO DNA in COS-1 cells (p3V4SEt) was constructed previously. It is a plasmid that contains a sequence of DNA that allows selection and autonomous replication in E. coli cells. These properties are provided by DNA sequences for origin of replication and ampicillin resistance, which are present in the region extending from nucleotide at position 2448 to nucleotide at position 4362 of bacterial plasmid pBR322, which sequence was then structurally modified by adding a binding site with a site of action. of the restriction enzyme HindIII immediately near position 2448. Plasmid pSV4SEt is also capable of autonomous replication in COS-1 cells. This property is provided by a 342 bp fragment containing the origin of replication from the SV4O virus (nucleotides 5171 to 270. This fragment was then modified by the addition of a gcoRI restriction site in the immediate vicinity of nucleotide 270 and a binding chain with a site for the action of SalL in the immediate vicinity of nucleotide 5171.
V tomto vektoru je včleněn také fragment o 1061 párech baží z viru SV40 ( nukleotidy 1711 až 2772 s vazným řetězcem s místem pro působení enzymu Sáli v bezprostřední blízkosti nukleotidu 2772). v tomto fragmentu se nachází jediné místo pro působení restrikčního enzymu BamHI. Celkově je možno uvést, že plasmid pSV4SEt obsahuje jediné místo pro působení BamHI a HindlII a dovoluje tak včlenění genu pro lidský erythropoetin, sledů, dovolujících replikaci a selekci v E. coli a sledy, dovolující replikaci v buňkách 2 COS-l.A 1061 bp fragment from SV40 virus (nucleotides 1711 to 2772 with a binding chain with a SalI enzyme site in the immediate vicinity of nucleotide 2772) is also included in this vector. there is a single BamHI restriction site in this fragment. Overall, plasmid pSV4SEt contains a single BamHI and HindIII site, thus allowing the incorporation of the human erythropoietin gene, sequences allowing replication and selection in E. coli, and sequences allowing replication in COS-1 cells.
Aby bylo možno včlenit gen pro-lidský erythropoetin do plasmidu p3V43Et, byl plasmid pUCS-HuE rozštěpen působením enzymů BamHI a HindlII a byl izolován fragment o 5,6 kbazí s DNA pro lidský erythropoetin.In order to insert the pro-human erythropoietin gene into plasmid p3V43Et, plasmid pUCS-HuE was digested with BamHI and HindIII, and a 5.6 kbase fragment of human erythropoietin DNA was isolated.
Plasmid pSV43Et byl rovněž rozštěpen enzymy BamHI a HindlII a byl izolován hlavní fragment o 2513 párech baží, který obsahoval všecnny nutné funkce. Tyto fragmenty byly smíšeny a vzájemně navázány, čímž vznikl výsledný vektor pSVgHuEPO”., tak jak je znázorněn na obr. 3. Tento vektor byl propagován v E. coli a byla izolována DNA tohoto vektoru. Pak bylo užito analyzy pomocí restrikčních enzymů k potvrzení včlenění genu pro EDO.Plasmid pSV43Et was also digested with BamHI and HindIII, and a major fragment of 2513 base pairs was isolated that contained all the necessary functions. These fragments were mixed and ligated together to form the resulting vector, pSVgHuEPO ”, as shown in Figure 3. This vector was propagated in E. coli and the DNA of this vector was isolated. Restriction enzyme analysis was then used to confirm the incorporation of the EDO gene.
Plasmid pSVgHuEPO byl užit pro expresi lidského EPO v buňkách COS-1. DNA tohoto plasmidu byla kombinována s nosnou DNA a byla provedena transfekce vždy v trojnásobném opakování na plotnách s buňkami COS-1 o rozměrech 60 mm. Jako kontroly bylo užito nosné DNA, u níž byla rovněž provedena transfekce do buněk COS-1. Prostředí kultur bylo odebíráno po pěti a po sedmi dnech a bylo zkoumáno na přítomnost polypeptidů s vlastnostmi přírodně se vyskytujícího lidského EPO, zejména pokud jde o vlastnosti imunologické.Plasmid pSVgHuEPO was used to express human EPO in COS-1 cells. The DNA of this plasmid was combined with the carrier DNA and transfected in triplicate on 60 mm COS-1 cells. Carrier DNA, which was also transfected into COS-1 cells, was used as a control. The culture medium was harvested after five and seven days and examined for the presence of polypeptides with the properties of naturally occurring human EPO, especially in terms of immunological properties.
B. Druhý systém pfco expresi EPO při použití buněk COS-1B. Second pfco EPO expression system using COS-1 cells
Byl konstruován ještě další systém pro zlepšenou produkci lidského erythropoetinu, pro nějž je úxsx kódem DNA pro EPO lidského genomu v buňkách COS-1 (ATCC č. CRL-1650).Yet another system for improved production of human erythropoietin has been constructed, for which uxsx encodes the DNA for the EPO of the human genome in COS-1 cells (ATCC No. CRL-1650).
V předchozím systému bylo dosaženo exprese EPO v buňkách CCS-1 při použití jeho vlastního promotoru, nacházejícího se v oblasti restrikčního fragmentu po působení enzymu BamHI a HindlII s velikostí 5,6 kbazí. Při následující konstrukci byl gen pro EPO pozměněn tak, že k jeho expresi dochází použitím promotoru viru 3V40.In the previous system, EPO expression in CCS-1 cells was achieved using its own promoter, located in the restriction fragment region after treatment with 5.6 kbaza BamHI and HindIII. In the following construction, the EPO gene was altered so that it was expressed using the 3V40 virus promoter.
Klonovaný restrikční fragment EPO lidského genomu o 5,6 kbazích po štěpení enzymy BamHI až HindlII byl modifikován následujícím způsobem. Plasmid pUC8-HuE, popsaný svrchu byl rozštěpen enzymem BamHI a BstEII. Restrikční enzym BstEII štěpí fragment EPO o 5,6 kbazích v poloze, která se nachází 44 párů baží 5*k počátku ATG kódu pro předběžný peptid a přibližně 680 párů baží 3* k místu pro štěpeni restrikčním enzymem HindlII. Byl izolován fragment o přibližně 4900 párech baží. Byl rovněž synthetizován a čištěn vazný fragment se zakončeními, schopnými vazby v místech po štěpení enzymy Sáli a BstEII s místem pro štěpení enzymem BamHI uvnitř fragmentu.The cloned 5.6 kbp EPO human genome restriction fragment after digestion with BamHI to HindIII was modified as follows. Plasmid pUC8-HuE, described above, was digested with BamHI and BstEII. The restriction enzyme BstEII cleaves a 5.6 kbp EPO fragment at a position located 44 pairs 5 * to the beginning of the ATG code for the preliminary peptide and approximately 680 pairs 3 * to the HindIII cleavage site. A fragment of approximately 4900 bp was isolated. A binding fragment with ends capable of binding at SalI and BstEII digestion sites with a BamHI cleavage site within the fragment was also synthesized and purified.
Oba fragmenty byly smíseny a vázány na plaanid pBR322, který byl rozštěpen restrikčními enzymy Sáli a BamHI za vzniku intermediárního plasmidů pBRgHE. Gen pro EPO lidského genomu byl pak izolován jako fragment o 4900 párech baží po štěpení enzymem BamHI, fragment obsahoval úplný strukturální gen s jediným ATG v místě 44 párů baží 3' od místa působení enzymu BamHI v blízkosti zakončení kódové oblasti s aminoskupinou na konci.Both fragments were mixed and ligated into the plaanid pBR322, which was digested with the restriction enzymes SalI and BamHI to give the intermediate plasmid pBRgHE. The EPO gene of the human genome was then isolated as a 4900 bp fragment after digestion with BamHI, the fragment contained the complete structural gene with a single ATG at 44 bp 3 'to the BamHI site near the end of the coding region with an amino group at the end.
Těmto fragment byl izolován a včleněn jako fragment schopný vazby po štěpení enzymem BamHI do pla3midu pLSVLl, popsaného v příkladu 6 jako do vektoru pro expresi, rozštěpeném enzymem BamHI. Výsledný plasmid pSVLgHuEPO, který je znázorněn na obr. 4 byl užit k expresi polypeptidového materiálu typu EPO v buňkách COS-l způsobem podle příkladů 6 a 7A.These fragments were isolated and inserted as a fragment capable of binding after BamHI digestion into the plasmid pLSVL1 described in Example 6 as an expression vector digested with BamHI. The resulting plasmid pSVLgHuEPO, which is shown in Figure 4, was used to express EPO-type polypeptide material in COS-1 cells according to the method of Examples 6 and 7A.
Příklad 8Example 8
Živné prostředí, v němž byly pěstovány buňky COS-1 (šest kultur po transfekci podle příkladu 6) bylo j analyzováno rádio imunologicky způsobem podle příkladu 2,The culture medium in which COS-1 cells were grown (six cultures after transfection according to Example 6) was analyzed by radioimmunoassay according to Example 2.
Část B. Jednotlivé vzorky obsahovaly 250, 125, 50 a 25 /Ul uvedeného prostředí. Supernatanty kultur, které obsahovaly vektory s nesprávnou orientací genu EPO byly iPart B. The individual samples contained 250, 125, 50 and 25 .mu.l of the indicated medium. Culture supernatants that contained vectors with incorrect EPO gene orientation were i
jednoznačně negativní. Pro vzorky dvou supernatantů z kultur buněk COS-1 po transfekci vektory (H a L), které obsahovaly DNA pro EPO ve správné orientaci se pohybovalo procento inhibice 125χ.Ερο vé2aného ns protilótku „ ro2.clearly negative. For samples of two supernatants from COS-1 cell cultures after transfection with vectors (H and L) that contained EPO DNA in the correct orientation, the percent inhibition ranged from 125 χ . Ερο vé2 guided ns antibody " ro2 .
mezí 72 až 88%, všechny hodnoty se tedy pohybovaly na vrcholu standardní křivky. Přesná koncentrace EPO v kultuře nemohla být snadno přesně stanovena.Ze vzorku s obsahem 250 /Ul supematantu bylo odhadnuto, že obsah EPO je minimálně 300 mjednotek/ml.between 72 and 88%, so all values were at the top of the standard curve. The exact concentration of EPO in the culture could not be easily determined accurately. From a sample containing 250 .mu.l of supernatant, the EPO content was estimated to be at least 300 units / ml.
Supernatant, získaný z kultury podle příkladu 6 a z pět a sedm dní staré kultury podle příkladu 7A byly zkoumány RIA, aby bylo možno srovnat účinnost rekombinantnítio opičino a lidského EPO a přírodně se vyskytujícího EPO jako standardu, výsledky jsou uvedeny v grafické formě na obr.l. Jak bylo možno očekávat, došlo ke kompetici rekombinantního opičího EPO vzhledem k protilátce proti lidskému EPO, přestože inhibice sykla nebyla za podmínek pokusu úplná. Maximální hodnoty inhibice v procentech pro rekombinantní lidský EPO se však blížily hodnotám pro standardní lidský EPO. Protože křivky pro dávku a odpověú mají paralelní průběh, je možno soudit na imunologickou identitu sledů (epitopů). Původní výsledky pro opičí EPO byly znovu vyhodnoceny a byly získány hodnoty v rozmezí 2,91 až 3,12 jednotek/ml. Zjištěné množství lidského EPO byly ve vzorku po pětidenním pěstování 392 mjednotek v ml a 567 mjednotek/ml ve vzorku, který byl pěstován 7 dní. Stanovená množství opičího EPO podle příkladu 7B byla stejného řádu nebo o něco vyšší.The supernatant obtained from the culture of Example 6 and the five- and seven-day-old cultures of Example 7A were examined by RIA to compare the potency of recombinant monkey and human EPO and naturally occurring EPO as a standard, the results are shown graphically in Figure 1. . As expected, recombinant simian EPO competed with the anti-human EPO antibody, although the inhibition of hiss was not complete under the experimental conditions. However, the maximum percent inhibition values for recombinant human EPO were close to those for standard human EPO. Because the dose and response curves run parallel, it is possible to judge the immunological identity of the sequences (epitopes). The original results for monkey EPO were re-evaluated and values ranging from 2.91 to 3.12 units / ml were obtained. The amount of human EPO detected in the sample after culturing for five days was 392 units per ml and 567 units per ml in a sample that was cultured for 7 days. The determined amounts of monkey EPO according to Example 7B were of the same order or slightly higher.
Příklad 9Example 9
Živné prostředí z kultur připravených podle příkladu 6 a 7 bylo podrobeno zkouškám in vitro na účinnost EPO způsobem, popsaným v publikaci Goldwasser a další, Endocrinology 97. č.2, str. 315-323 (1975). Stanovené hodnoty pro opičí EPO v živném prostředí zkoumaných kultur bylo v rozmezí 3,2 až 4,3 jednotek/ml. Živné prostředí kultur s obsahem lidského EPO bylo rovněž při tomto sledování účinné a mimoto účinnost těchto prostředí mohla být neutralizována protilátkou proti EPO. Sultax Živné prostředí z rekombinantních kultur opičího EPO podle příkladu 6 bylo rovněž zkoumáno na biologickou účinnost in vivo způsobem, popsaným v publikaci ©tes a další, Nátuře žgž.191. str. 1065 až 1067 (1961) a podle publikace Hammond a další,The culture medium prepared according to Examples 6 and 7 was tested in vitro for EPO efficacy as described in Goldwasser et al., Endocrinology 97, No. 2, pp. 315-323 (1975). The values determined for monkey EPO in the culture medium of the examined cultures ranged from 3.2 to 4.3 units / ml. The culture medium containing human EPO was also effective in this monitoring, and in addition, the effectiveness of these media could be neutralized by an anti-EPO antibody. Sultax The monkey EPO recombinant culture medium of Example 6 was also examined for in vivo biological activity as described in Ses et al., Nature, No. 191. pp. 1065-1067 (1961) and according to Hammond et al.,
Ann. N.Y. Acad, Sci. 149, str. 516 až 527 (1968) a byla zjištěna účinnost 0,94 až 1,24 jednotek/ml.Ann. N.Y. Acad, Sci. 149, pp. 516-527 (1968) and an efficiency of 0.94 to 1.24 units / ml has been found.
Příklad 10Example 10
V předchozích příkladech byl rekombinantní lidský nebo opičí materiál typu EPO získán pomocí vektorů, užitých k transfekci buněk COS-1. Dochází přitom k replikaci těchto vektorů v buňkách COS-1 vzhledem k přítomnosti T-antigenu SV40 v buňce a počátku replikace SV40 ve vektoru. Přestože je možno při použití těchto vektorů získat použitelná množství EPO z buněk COS-l, je tato exprese pouze přechodná (7 až 14 dní), protože po čase dochází ke ztrátě vektoru. Mimoto pouze malé procentuální množství COS-lje po transfekci schopno produkovat příslušný materiál. Dále bude popsán systém pro expresi s použitím ovariálních buněk JČHO) DHFR5 čínského křečka a selekce schopného označení, DHFR. Popis příbuzných systémů pro expresi je uveden v U.S.Letters Patent č. 4, 399 216 a v evropských patentových spisech č. 117 057, 117 059 a 117 060 , uveřejněných 29. srpna 1984.In the previous examples, recombinant human or simian EPO material was obtained using vectors used to transfect COS-1 cells. These vectors replicate in COS-1 cells due to the presence of the SV40 T-antigen in the cell and the SV40 origin of replication in the vector. Although useful amounts of EPO can be obtained from COS-1 cells using these vectors, this expression is only transient (7 to 14 days) because the vector is lost over time. In addition, only a small percentage of COS-1 is able to produce the appropriate material after transfection. Next, a Chinese hamster ovary DHFR 5 DHFR 5 ovary cell expression and selection-capable labeling system, DHFR, will be described. Related expression systems are described in U.S. Patent Nos. 4,399,216 and European Patent Nos. 117,057, 117,059 and 117,060, issued August 29, 1984.
Buňky CHO DHFR- [buňky (DuX-Bll) CHO KlJ byly popsány v publikaci Urlaub a další, řroc. Hat. Acad. Sci. ISA, sv.77, 4461 (1980), tyto buňky postrádají enzym dihydrofolátreduktázu (DHFR) vzhledem k mutacím strukturálního genu a proto vyžadují přítomnost glycinu, hypoxanthinu a thymidinu v živném prostředí. Plasmidy pDSVL-kkE (příklad 6) nebo pDSVL-gHuEPO (příklad 7B) byly podrobeny transfekci spolu s nosnou DNA do buněk CHO DHFR* rostoucích v prostředí s obsahem hypoxanthinu, thymidinu a glycinu na plotnách o rozměrech 60 mm. Plasmid pSVgHuEPO (příklad 7A) byl smísen s plasmidem pkG2 s obsahem genu pro myči dihydrofolétreduktázu, klonovaného v bakteriálním plasmidu pBR322 jako vektoru ( podle svrchu uvedené publikace Gassera a dalších). Směs plasmidu a nosné DNA byla přenesena do buněk CHO DHFR” ( buňky s obsahem tohoto plasmidu obvykle obsahují i druhý plasmid). Po třech dnech byly buňky dispergovány působením trypsinu na několik ploten o rozměru 100 mm v prostředí bez obsahu hypoxanthinu a thymidinu. Pouze ty buňky, které byly nastálo transformovány genem DHFR a tím i genem EPO na tomto prostředí přežívají. Po 7 až 21 dnech je možno pozorovat kolonie přežívajících buněk. Tyto kolonie transformantů je možno po dispersi trypsinizací kontinuálně pěstovat na prostředích beXz hypoxanthinu a thymidinu, čímž se získají nové buněčné kmeny ( například CHO. pDSVL-MkEPO,CHO DHFR - [(DuX-B11) CHO K1J cells have been described by Urlaub et al. Hat. Acad. Sci. ISA, vol. 77, 4461 (1980), these cells lack the enzyme dihydrofolate reductase (DHFR) due to structural gene mutations and therefore require the presence of glycine, hypoxanthine and thymidine in the culture medium. Plasmids pDSVL-kkE (Example 6) or pDSVL-gHuEPO (Example 7B) were transfected with carrier DNA into CHO DHFR * cells grown in hypoxanthine, thymidine and glycine medium on 60 mm plates. Plasmid pSVgHuEPO (Example 7A) was mixed with plasmid pkG2 containing the mouse dihydrofolate reductase gene cloned into bacterial plasmid pBR322 as a vector (according to Gasser et al., Supra). The mixture of plasmid and carrier DNA was transferred to CHO DHFR cells (cells containing this plasmid usually contain a second plasmid). After three days, the cells were dispersed by trypsinization on several 100 mm plates in a hypoxanthine and thymidine-free medium. Only those cells that have been permanently transformed with the DHFR gene and thus the EPO gene survive in this environment. After 7 to 21 days, colonies of surviving cells can be observed. After transformation by trypsinization, these transformant colonies can be grown continuously on beXz hypoxanthine and thymidine media to obtain new cell lines (e.g., CHO, pDSVL-MkEPO,
CHO pSVgHuEPO, CHO-pDSVL-gHuEPO).CHO pSVgHuEPO, CHO-pDSVL-gHuEPO).
Kapalný materiál z pěstování svrchu uvedených kmenů buněk byl zkoušen RIA na přítomnost rekombinantního my opičino nebo lidského EPO. Prostředí pro kmen CHO pDSVL-MkEPO obsahovalo EPO s imunologickými vlastnostmi obdobnými materiálu, který byl získán z buněk COS-1 po transfekci plasmidem pDSVL-MkEPO. Kapalný materiál, odebraný z kultury po pěstování 65 hodin obsahoval EPO ’ opice v koncentraci 0,60 jednotek/ml.Liquid material from the cultivation of the above cell lines was tested by RIA for the presence of recombinant monkey or human EPO. The medium for the CHO strain pDSVL-MkEPO contained EPO with immunological properties similar to the material obtained from COS-1 cells after transfection with the plasmid pDSVL-MkEPO. The liquid material taken from the culture after 65 hours of cultivation contained monkey EPO at a concentration of 0.60 units / ml.
Kapalný materiál z CHO pSVgHuEPO a CHO pDSVLgHuEPO obsahoval lidský EPO s imunologickými vlastnostmi obdobnými materiálu, který byl získán při použití buněk COS-1 po transfekci plasmidem pSVgHuEPO nebo pLSVL-gHuEPO Kapalný podíl 3 dny staré kultury CHO pSVgHuEPO obsahoval 2,99 jednotek/ml lidského EPO a 5,5 dní pěstovaný vzorek CHO pDSVL-gHuEPO obsanoval lb,2 jednotek/ml lidského EPO, měřeno RIA.The liquid material from CHO pSVgHuEPO and CHO pDSVLgHuEPO contained human EPO with immunological properties similar to that obtained using COS-1 cells after transfection with plasmid pSVgHuEPO or pLSVL-gHuEPO. EPO and 5.5 days cultured CHO sample pDSVL-gHuEPO contained 1b, 2 units / ml human EPO, measured by RIA.
Množství EPO, produkované svrchu uvedenými buněčnými kmeny je možno zvětšit amplifikací genu za vzniku nového buněčného kmene s vyšší produktivitou. Enzym dihyarofolátreduktáza (DHFR), který je produktem, pro nějž je kódem gen DHFR může být inhibována methotrexátem (MTX). Buňky, pěstované v prostředí bez hypoxanthinu a » thymidinu je tedy možno zbrzdit v růstu až usmrtit MTX.The amount of EPO produced by the above cell lines can be increased by amplifying the gene to produce a new cell line with higher productivity. The enzyme dihyrofolate reductase (DHFR), which is the product encoded by the DHFR gene, can be inhibited by methotrexate (MTX). Thus, cells grown in a hypoxanthine- and thymidine-free environment can be inhibited in growth to kill MTX.
Za vhodných podmínek ( například minimální koncentrace MTX) se mohou buňky stát odolnými a schopnými růstu v pří tomnosti MTX. Odolnost těchto buněk proti MTX je způsobena a,plifikací počtu jejich genů DHFR a tím i vyšší pro dukcí enzymu DHFR. Přežívající buňky je pak možno zpraco85 vávat působením stoupajícího množství MTX, čímž je možno získat buněčné kmeny, které obsahují větší počet genů DHFR. Gen, ” nesený” vektorem pro expresi ( například gen pro EPO) současně s genem DHFR nebo transformovaný genem DHFR obvykle také zvýší počet svých kopií.Under appropriate conditions (e.g., minimal MTX concentrations), cells may become resistant and able to grow in the presence of MTX. The resistance of these cells to MTX is due to the amplification of the number of their DHFR genes and thus higher production of the DHFR enzyme. Surviving cells can then be treated with increasing amounts of MTX to obtain cell lines that contain multiple DHFR genes. A gene "carried" by an expression vector (e.g., an EPO gene) concurrently with a DHFR gene or transformed with a DHFR gene usually also increases its copy number.
Jako praktický příklad této amplifikace je možno uvést případ, při němž byl buněčný kmen CHO pDSVL-MkE podroben vlivu stoupající koncentrace MTX (O nM, 30 nM a 100 nM). Po 65 hodinách působení jednotlivých koncentrací byly kultury sledovány RIA a bylo možno prokázat, že kapalný materiál obsahuje 0,60, 2,45 a 6,10 jednotek v ml. Buněčný kmen CHO pDSVL-gHuEPO byl pak podroben působení stoupajících koncentrací MTX 30 nM, 50 nM, 100 nM, 200 nltt, 11 yUM, 5 yUM MTX. Po třech dnech pěstování obsahoval kapalný materiál z kultury, na niž bylo působeno 100 nM MTX lidský EPO v koncentraci 3 089 ± 129 jednotek/ml podle stanovení RIA. 48 hodin pěstované vzorky po působení · 100 nM a 1 ^uM MTX obsahovaly lidský EPO v množství 466 a 1352 jednotek/ml podle stanovení RIA ( průměr ze tří stanovení). Při provádění těchto postupů byla užita konfi centrace 1 x 10 buněk v 5 ml prostředí při použití ploten o průměru 60 mm. Po 24 hodinách bylo prostředí odstraněno a nahrazeno 5 ml prostření bez séra (jjr.iEm s vysokou koncentrací glukózy s 0,1 mm neesenciálních aminokyselin a L-^lutaminu). Po 48 hodinách bylo sledováno nahromadění EPO v prostředí bez séra. Prostředí bylo odebráno pro analýzu RIA a buňky byly podrobeny působení trypsinu a počítány. Průměrné hodnoty RIA byly 4ó7 jednotek/ml a 1352 jednotek/ml,pro buňky, pěstované při koncentraci 100 nM a 1 ^ui.í MTX byly hodnoty 2335 jednotek/plotna a 6750 jednotek/plotna. Průměrný počet buněk na plotně byl 1,94 x 10^ a 3,12 x 10^. Účinnost produkce tedy byla 1264 a 2167 jednotek /10^ buněk za 48 hodin.A practical example of this amplification is the case in which the CHO pDSVL-MkE cell line was subjected to increasing concentrations of MTX (0 nM, 30 nM and 100 nM). After 65 hours of treatment, the cultures were monitored by RIA and the liquid material could be shown to contain 0.60, 2.45 and 6.10 units per ml. The CHO cell line pDSVL-gHuEPO was then treated with increasing concentrations of MTX 30 nM, 50 nM, 100 nM, 200 nltt, 11 yUM, 5 yUM MTX. After three days of cultivation, the liquid material from the culture was treated with 100 nM MTX human EPO at a concentration of 3,089 ± 129 units / ml as determined by RIA. Samples grown for 48 hours after treatment with 100 nM and 1 μM MTX contained human EPO at 466 and 1352 units / ml as determined by RIA (average of three determinations). A 1 x 10 cell configuration in 5 ml medium using 60 mm plates was used to perform these procedures. After 24 hours, the medium was removed and replaced with 5 ml of serum-free medium (high glucose 0.1 mm non-essential amino acids and L-lutamine). Accumulation of EPO in a serum-free environment was monitored after 48 hours. The medium was removed for RIA analysis and the cells were trypsinized and counted. The mean RIA values were 47 units / ml and 1352 units / ml, for cells grown at 100 nM and 1 MTX the values were 2335 units / plate and 6750 units / plate. The average number of cells per plate was 1.94 x 10 6 and 3.12 x 10 6. Thus, the production efficiency was 1264 and 2167 units / 10 cells in 48 hours.
Buňky, obsažené ve svrchu uvedených kulturách jsou geneticky heterogenní populace. Byly použity standardní postupy k izolaci geneticky homogenních klonů s nejvysší proaukční kapacitou. Tyto postupy jsou uvedeny v Points to Consider in the Characterization of Cell Lines ušed to Produce Biologics, Oddíl A, část 2, 1,června 1984, Office of Biologics Research Review, Center for Drugs and Biologics, U.S. Food and Drug Administration.The cells contained in the above cultures are genetically heterogeneous populations. Standard procedures were used to isolate genetically homogeneous clones with the highest proauction capacity. These procedures are described in Points to Consider in the Characterization of Cell Lines in Production Biologics, Section A, Part 2, June 1, 1984, Office of Biologics Research Review, Center for Drugs and Biologics, U.S. Pat. Food and Drug Administration.
Produktivita buněčných linií EPO produkujících buněk CHO může být zlepšena příslušným zásahem do pěstování kultur. Pěstování savčích buněk v kultuře obvykle vyžaduje přítomnost sera v živném prostředí. Způsob produkce buněk savců v kultuře obvykle vyžaduje přítomnost séra v růstovém prostředí. Způsob produkce erytnropoetinu z buněk CHO v prostředí, které sérum neobsahuje podstatně usnadní itolaci erythropoetinu z živného prostředí. Tento způsob tedy zaručuje hospodárné získáváni erythropoe87 tinu v prostředích, která neobsahují sérum ve velkých množstvích.The productivity of CHO-producing EPO cell lines can be improved by appropriate culture intervention. Growing mammalian cells in culture usually requires the presence of serum in the culture medium. The method of producing mammalian cells in culture usually requires the presence of serum in the growth medium. The method of producing erythropoietin from CHO cells in a serum-free medium will significantly facilitate the isolation of erythropoietin from the culture medium. Thus, this method guarantees the economical recovery of erythropoietin in environments which do not contain serum in large quantities.
Buňky kmene CHO pDSVL-gHuEPO, pěstované za standardních podmínek se užijí k naočkování baněk, vhodných k přímému odstředění v prostředí, které sestává ze směsi 50:50 z prostředí DMEM s vysokým množstvím glukózy a z prostředí Hamova F12, doplněného 5 % fetálního séra, L-glu% taminem a také Penicillinem, streptomycinem, 0,05mM neesenciálních aminokyselin a příslušnou koncentrací methotrexátu. Pěstování buněk v suspenzi dovoluje využít velkého objemu buněk CHO, produkujících EPO. Buňky CHO, pěstované v suspenzi se pak užijí k naočkování větších baněk o objemu 850 ml s obsahem 200 ml prostředí. Buňky se ponechají růst až do vzniku souvislé vrstvy jako ke stěně lnoucí vrstva po dobu tří dnů. Prostředí, použité v této fázi je totéž jako prostředí, užité k růstu buněk v suspenzi. Na konci třídenního období růstu se prostředí obsáhující sérum odstraní a nahradí se 100 ml prostředí, které je séra prosté. Jde o směs 50 : 50 prostředí DMEM s vysokým obsahem glukózy a Hamova prostředí F12, doplněného 0,05 nM neesenciálních aminokyselin a glutaminu.CHO pDSVL-gHuEPO cells grown under standard conditions are used to inoculate flasks suitable for direct centrifugation in a 50:50 mixture of high glucose DMEM and Ham's F12 supplemented with 5% fetal serum. -glu% tamin and also Penicillin, streptomycin, 0.05 mM non-essential amino acids and the corresponding concentration of methotrexate. Growing cells in suspension allows the use of a large volume of EPO-producing CHO cells. The CHO cells grown in suspension were then used to inoculate larger 850 ml flasks containing 200 ml of medium. The cells are allowed to grow until a continuous layer forms as a wall-adhering layer for three days. The medium used in this phase is the same as the medium used to grow the cells in suspension. At the end of the three-day growth period, the serum-containing medium is removed and replaced with 100 ml of serum-free medium. It is a 50:50 mixture of high glucose DMEM medium and Ham's F12 medium supplemented with 0.05 nM non-essential amino acids and glutamine.
Baňky se opět vrátí do inkubačníno zařízení na 1 až 3 hodiny, prostředí se znovu odstraní a nahradí se 100 ml čerstvého prostředí, prostého séra. Inkubace s prostředím prostým séra na dobu I až 3 hodiny sníží koncentraci kontaminujíeích sérových bílkovin. Pak se baňky znovu vrátí do inkubátoru na dobu sedm dní, tuto dobu se hromadí erythropoetin v živném prostředí, prostém séra. Na konci sedmidenního období se prostředí odstraní a nahradí se čerstvým prostředím, prostým séra pro druhý produkční cyk· lus. Po sedmi dnech může obsahovat takto získaný vzorek například 3892 + 409 jednotek/ml lidského erythropoetinu podle údajů KIA. Vzhledem k stanovené hustotě buněk 0,9 5 až 1,8 x 10 buněk v ml obsahuje každá banka 0,75 až 1,5The flasks are returned to the incubator for 1 to 3 hours, the medium is removed again and replaced with 100 ml of fresh serum-free medium. Incubation with serum-free medium for 1 to 3 hours will reduce the concentration of contaminating serum proteins. The flasks are then returned to the incubator for seven days, during which time erythropoietin accumulates in the serum-free medium. At the end of the seven - day period, the medium is removed and replaced with fresh serum - free medium for the second production cycle. After seven days, the sample thus obtained may contain, for example, 3892 + 409 units / ml human erythropoietin according to KIA data. Due to the determined cell density of 0.9 5 to 1.8 x 10 6 cells per ml, each flask contains 0.75 to 1.5
O x 10 buněk a produkce EPO ve 100 ml kultury tedy byla 750 až 1470 jednotek/10^ buněk za 48 hodin.Thus, 0 x 10 cells and EPO production in 100 ml of culture was 750 to 1470 units / 10 cells in 48 hours.
Živné prostředí z pěstovaní buněčného kmene CHO pLSVL-ižkEPO za přítomnosti 10 niž MTX bylo podrobeno PIA in vitro a byla sledována také účinnost in vivo. Vzorek prostředí obsahoval 41,2 ± 1,4 jednotek/ml IžkEPO při měření RIA, 4}.,2 ± 0,064 jednotek/ml při měření účinnosti in vitro a 42,5 ± 5 jednotek/ml při měření biologické účinnosti in vivo. Sledování polypeptidového řetězce produktů prokázalo přítomnost látek typu EPO, šlo o látky s obsahem tří zbytků signálního sledu za aminoterminálním zbytkem alaninu. Prozatím není jasné, zda běží o nesprávnou výrobu polypeptidu v membráně buněk CHO nebo o áaxax odraz různosti struktury aminorerminálního zakončení opičíno a lidského EPO.The culture medium from the cultivation of the CHO cell line pLSVL-to EPO in the presence of 10 MTX was subjected to PIA in vitro and in vivo efficacy was also monitored. The medium sample contained 41.2 ± 1.4 units / ml IzkEPO when measuring RIA, 4, 2 ± 0.064 units / ml when measuring in vitro potency and 42.5 ± 5 units / ml when measuring in vivo biological potency. Monitoring of the polypeptide chain of the products showed the presence of EPO-type substances, which contained substances containing three residues of the signal sequence behind the amino-terminal residue of alanine. It is not yet clear whether this is due to improper production of the polypeptide in the CHO cell membrane or a reflection of the differences in the structure of the amino-terminal end of monkey and human EPO.
Prostředí z pěstování kmene CHO pDSVL-gHuEPO bylo podrobeno třem typům zkoušek. Vzorek po pěstováníThe CHO pDSVL-gHuEPO culture medium was subjected to three types of tests. Pattern after cultivation
5,5 dní obsahoval rekombinantní lidský EPO v prostředí v koncentraci 18,2 jednotek/ml při stanovení RIA, 15,8 ± 4,6 jednotek/ml při stanovení in vitro a 16,8 ± 3,0 jednotek/ml při stanovení in vivo.5.5 days contained recombinant human EPO in the medium at a concentration of 18.2 units / ml in the RIA assay, 15.8 ± 4.6 units / ml in the in vitro assay and 16.8 ± 3.0 units / ml in the in vitro assay. vivo.
Prostředí z pěstování buněk CHO pDSVL-gHuEPO s aplifikovaným genem po použití 100 nM MTX bylo rovněž podrobeno všem třem zkouškám. Po pěstování 3 dny vzorek obsahoval rekombinantní lidský EPO v koncentraci 3 089 ± 129 jednotek/ml při stanovení RIA, 2589 ± 71,5 jednotek/ml při stanovení in vitro a 2 040 ± 160 jednotek/ml při stanovení in vivo. Při stanovení sledu aminokyselin bylo možno prokázat aminoterminální zakončení, znázorněné v tabulce VI.The CHO pDSVL-gHuEPO cell culture medium with the amplified gene after using 100 nM MTX was also subjected to all three assays. After culturing for 3 days, the sample contained recombinant human EPO at a concentration of 3,089 ± 129 units / ml in the RIA assay, 2589 ± 71.5 units / ml in the in vitro assay, and 2,040 ± 160 units / ml in the in vivo assay. The amino-terminal termination shown in Table VI could be demonstrated by amino acid sequence determination.
Prostředí z pěstování buněk CHO po transfekci plasmidem pDSVL-MkE za přítomnosti 10 nM MTX bylo slito a MTX byl dialyzován několik dní, čímž bylo získáno prostředí s koncentrací EPO 221 ±5,1 jednotek/ml (EPO/CCM). aby bylo možno stanovit účinnost EPO/CCM in vivo na úrověň hematokritu u normálních myší Balb/C byl proveden následující pokus: Prostředí z pěstování buněk CHO (CCM) a EPO-CCJVi bylo upraveno přidáním PBS. CCM byl užit pro kontrolní skupinu tří myší a pro experimentální skupiny (2 myši ve skupině) byly užity dvě koncentrace, a to 4 jednotky a 44 jednotek v jedné dávce. V průběhu 5 týdnů byla tato dávka podávána myším 3x týdně intraperitoneálně. Po osmé injekci byla průměrná hodnota hematokritu pro kontrolní skupinu 50,4%, pro skupinu s podáváním 4 jednotek 55,1 % a pro skupinu s podáváním 44 jednotek 67,9 %*The medium from the cultivation of CHO cells after transfection with the plasmid pDSVL-MkE in the presence of 10 nM MTX was fused and MTX was dialyzed for several days to obtain a medium with an EPO concentration of 221 ± 5.1 units / ml (EPO / CCM). In order to determine the in vivo EPO / CCM efficacy at hematocrit levels in normal Balb / C mice, the following experiment was performed: CHO cell culture medium (CCM) and EPO-CCJVi were treated by the addition of PBS. CCM was used for a control group of three mice and two concentrations were used for the experimental groups (2 mice per group), namely 4 units and 44 units in one dose. This dose was administered intraperitoneally to mice 3 times a week for 5 weeks. After the eighth injection, the mean hematocrit was 50.4% for the control group, 55.1% for the 4-group group and 67.9% for the 44-unit group *
Produkty exprese buněk savců je možno snadno izolovat ve v podstatě čisté formě z živného prostředí při použití vysokotlaké kapalinové chromatografie (C^) a ethanolového gradientu, s výhodou při pH 7»Mammalian cell expression products can be readily isolated in substantially pure form from the culture medium using high pressure liquid chromatography (CH 2) and an ethanol gradient, preferably at pH 7.
Byly provedeny předběžné pokusy pro stanovení vlastností rekombinantních glykoproteinovýcn produktů z upraveného prostředí po expresi buňkami COS-1 a CHO lidského genu pro EPO ve srovnání s izoláty lidského EPO z moči při použití různých typů analyzy. (SDS-PAGE)Preliminary experiments were performed to determine the properties of recombinant glycoprotein products from conditioned medium after expression by COS-1 and CHO cells of the human EPO gene compared to human EPO isolates from urine using different types of analysis. (SDS-PAGE)
Tyto studie ukazují, že EPO, produkovaný buňkani CHO má poněkud vyšší molekulovou hmotnost než 0 produkt exprese buňkami COS-1, který měl molekulu poněkud větší než produkt, získaný z moči. Všechny produkty byly poněkud heterogenní. Po působení enzymu neuraminidázy k odstranění kyseliny sialové byly získány rekombinantní produkty ex91 prese buňkami COS-1 a CHO s přibližně stejnou molekulovou hmotností, které však měly větší molekulovou hmotnost než asialoprodukt z lidské moči. Působením Endoglykosidá·»· zy F (EC 3.2.1) na rekombinantní produkt z buněk CHO a na produkt z moči ( k úplnému odstranění uhlohydrátů z obou produktů) byl získán v podstatě homogenní produkt v obou případech s identickou molekulovou hmotností.These studies show that EPO produced by CHO cells has a slightly higher molecular weight than the expression product of COS-1 cells, which had a molecule slightly larger than the product obtained from urine. All products were somewhat heterogeneous. After treatment with the neuraminidase enzyme to remove sialic acid, recombinant ex91 products were obtained in COS-1 and CHO cells of approximately the same molecular weight, but having a higher molecular weight than the asialoproduct from human urine. By the action of Endoglycosidase F (EC 3.2.1) on the recombinant product from CHO cells and on the product from urine (to completely remove carbohydrates from both products) a substantially homogeneous product was obtained in both cases with identical molecular weight.
čištěný produkt z lidské moči a rekombinantní produkt z buněk CHO, získaný způsobem podle vynálezu byly podrobeny analýze uhlohydrátů způsobem podle publikace Ledeen a další, iviethods in Enzymology, 83 (část D) 139191 (1982) po modifikaci použitím hydrolyzy podle publikace Nesser a další, Anal. Biochem. 142, 58až 67 (1984). Experimentálně stanovené hodnoty, vyjádřené jako molární poměr uhlohydrátů v produktu pro látku izolovanou z moči byly následující: hexózy 1,73, N-acetylglukosamin 1, kyselina N-acetylneuraminová 0,93, fukóza O, N-acetylgalaktosamin O. Odpovídající hodnoty pro rekombinantní *the purified human urine product and the recombinant CHO cell product obtained by the method of the present invention were subjected to carbohydrate analysis by the method of Ledeen et al., Iviethods in Enzymology, 83 (Part D) 139191 (1982) after modification using hydrolysis according to Nesser et al. Anal. Biochem. 142, 58-67 (1984). The experimentally determined values, expressed as the molar ratio of carbohydrates in the product for the substance isolated from urine, were as follows: hexoses 1.73, N-acetylglucosamine 1, N-acetylneuraminic acid 0.93, fucose O, N-acetylgalactosamine O. Corresponding values for recombinant *
produkt ( z buněk CHO pDSVL-gHuEPO po třídenním pěstování za přítomnosti 100 nid kTX) byly následující: hexozy 15,09, acetyl ,product (from CHO pDSVL-gHuEPO cells after three days of cultivation in the presence of 100 nid kTX) were as follows: hexoses 15.09, acetyl,
N-acetylglukosamin 1, kyselina neuraninová 0,958, fukoza O a N-acetylgalaktosamin 0. Tyto hodnoty jsou v souladu s analytickými údaji.N-acetylglucosamine 1, neuranic acid 0.958, fucose O and N-acetylgalactosamine 0. These values are consistent with analytical data.
Je tedy zřejmé, že produkty, vyroben? způsobem podle vynálezu odpovídají svou strukturou přírodně se vyskytujícímu erythropoetinu a mají také jednu nebo větší počet jeho biologických vlastností při složení u^lohydrátů které je od přírodně se vyskytujícího se erythropoetinu poněkud odlišné.So it is clear that the products made? According to the process of the invention, they correspond in structure to naturally occurring erythropoietin and also have one or more of its biological properties with a composition of hydrates which is somewhat different from naturally occurring erythropoietin.
Příklad 11Example 11
Byly prováděny pokusy s úplnou konstrukcí nukleotioovýcn baží dvou strukturálních genů,které, jak je zřejmé z tabulky VI jsou kódem pro lidský EPO za současného včlenění ” výhodných” kodonů pro expresi v E. coli a pro expresi v kvasinkách S. cerevisiae. Na základě těchto stanoveníje možno zkonstruovat geny, které jsou kódy pro analogy lidského EPO. Provedení odpovídalo způsobu, popsanému Altonem a dalšími (7/0 83/04053). Geny byly sestaveny jako mnohočetné dvojice, které bylo možno rozdělit do tří skupin. Tyto skupiny byly určeny k amplifikaci a bylo z nich možno sestavit mnohonásobnou vazbou fragmentů vhodný vektor pro expresi.Experiments were performed with the complete construction of nucleotion-based two structural genes, which, as shown in Table VI, encode human EPO while incorporating "preferred" codons for expression in E. coli and for expression in S. cerevisiae. Based on these assays, genes that encode human EPO analogs can be constructed. The embodiment followed the method described by Alton et al. (7/0 83/04053). The genes were assembled as multiple pairs, which could be divided into three groups. These groups were intended for amplification and could be used to assemble a multiple expression vector by multiple fragment binding.
V následujících tabulkách VIII až XIV jsou znázorněny konstrukce takto získaného genu, který je kódem pro lidský EPO jako pro produkt translace bez signálního nebo předběžného sledu, avšak s počátečním methioninovým zbytkem v poloze -1. Mimoto jsou do genu včleněny z podstatné části kodony, které jsou preferenční pro E. coli, proto byl tento gen nazván ECEPO.The following Tables VIII to XIV show the construction of the gene thus obtained, which codes for human EPO as a translation product without a signal or preliminary sequence, but with an initial methionine residue in position -1. In addition, codons that are preferential for E. coli are substantially incorporated into the gene, which is why the gene has been termed ECEPO.
iand
TABULKA VílíTABLE Fairies
OLIGONUCLEOTIDY ECEPO ÚSEK 1ECEPO OLIGONUCLEOTIDES SECTION 1
1. AATTCTAGAAACCATGAGGGTAATAAAATA1. AATTCTAGAAACCATGAGGGTAATAAAATA
2. CCATTATTTTATTACCCTCATGGTTTCTAG2. CCATTATTTTATTACCCTCATGGTTTCTAG
3. ATGGCTCCGCCGCGTCTGATCTGCGAC3. ATGGCTCCGCCGCGTCTGATCTGCGAC
A·.1 CTČGAGTCGCAGATCAGACGCGGCGGAG ’ , 5. TCGAGAGTTCTGGAACGTTACCTGCTGAND·. 1 CTČGAGTCGCAGATCAGACGCGGCGGAG ', 5. TCGAGAGTTCTGGAACGTTACCTGCTG
6. CTTCCAGCAGGTAACGTTCCAGAACT6. CTTCCAGCAGGTAACGTTCCAGAACT
7. GAAGCTAAAGAAGCTGAAAACATC7. GAAGCTAAAGAAGCTGAAAACATC
8. · GTGGTGATGTTTTCAGCTTCTTTAG8. · GTGGTGATGTTTTCAGCTTCTTTAG
9. ACCACTGGTTGTGCTGAACACTGTTC9. ACCACTGGTTGTGCTGAACACTGTTC
10. CAAAGAACAGTGTTCAGCACAACCA10. CAAAGAACAGTGTTCAGCACAACCA
11. TTTGAACGAAAACATTACGGTACCG11. TTTGAACGAAAACATTACGGTACCG
12. GATCCGGTACCGTAATGTTTTCGTT12. GATCCGGTACCGTAATGTTTTCGTT
TABULKA IXTABLE IX
ECEPO ÚSEK 1ECEPO SECTION 1
XbalXbal
EcoRI 1 ,3EcoRI 1, 3
AATTCTAG AAACCATGAG GGTAATAAAA TAJATGGCTCC GCCGCGTCTGAATTCTAG AAACCATGAG GGTAATAAAA TAJATGGCTCC GCCGCGTCTG
GATC TTTGGTACTC CCATTATTTT ATTAČČÍGAGG CGGCGCAGAC 2 AGATC TTTGGTACTC CCATTATTTT ATTAČČÍGAGG CGGCGCAGAC 2 A
ATCTGCGACT CGAGAGTTCT GGAACGTTAC CTGCTGGAAG CTAAAGAAGC TAGACGCTGA' GČTČfrCAAGA CCTTGCAATG GACGACCTT^ GATTTCTTCGATCTGCGACT CGAGAGTTCT GGAACGTTAC CTGCTGGAAG CTAAAGAAGC TAGACGCTGA 'GČTČfrCAAGA CCTTGCAATG GACGACCTT ^ GATTTCTTCG
TGAAAACATC ACCACTGGTT ACTTTTGTAG TGGTG^CCAATGAAAACATC ACCACTGGTT ACTTTTGTAG TGGTG ^ CCAA
GTGCTGAACAGTGCTGAACA
CACGACTTGT ctgttc(tttgCACGACTTGT ctgttc (tttg
GACAAGAAACGACAAGAAAC
AACGAAAACAAACGAAAACA
TTGCTTTTGTTTGCTTTTGT
ΚρηI BamHl TTACGGTACC G AATGCCATGG CCTAGBamρηI BamHl TTACGGTACC G AATGCCATGG CCTAG
TABULKA XIITABLE XII
ECEPO ÚSEK 3ECEPO SECTION 3
1. GATCCAGATCTCTGACTACTCTGC1. GATCCAGATCTCTGACTACTCTGC
2. ACGCAGCAGAGTAGTCAGAGATCTG2. ACGCAGCAGAGTAGTCAGAGATCTG
3. TGCGTGCTCTGGGTGCACAGAAAGAGG3. TGCGTGCTCTGGGTGCACAGAAAGAGG
JJ
4. GATAGCCTCTTTCTGTGCACCCAGAGC4. GATAGCCTCTTTCTGTGCACCCAGAGC
5. CTATCTCTCCGCCGGATGCTGCATCT5. CTATCTCTCCGCCGGATGCTGCATCT
6. CAGCAGATGCAGCATCCGGCGGAGA6. CAGCAGATGCAGCATCCGGCGGAGA
7. GCTGCACCGCTGCGTACCATCACTG7. GCTGCACCGCTGCGTACCATCACTG
8. ATCAGCAGTGATGGTACGCAGCGGTG8. ATCAGCAGTGATGGTACGCAGCGGTG
9. CTGATACCTTCCGCAAACTGTTTCG9. CTGATACCTTCCGCAAACTGTTTCG
10. ATACACGAAACAGTTTGCGGAAGGT10. ATACACGAAACAGTTTGCGGAAGGT
11. TGTATACTCTAACTTCCTGCGTGGTA11. TGTATACTCTAACTTCCTGCGTGGTA
12. CAGTTTACCACGCAGGAAGTTAGAGT12. CAGTTTACCACGCAGGAAGTTAGAGT
13. AACTGAAACTGTATACTGGCGAAGC13. AACTGAAACTGTATACTGGCGAAGC
14. · GGCATGCTTCGCCAGTATACAGTTT14. · GGCATGCTTCGCCAGTATACAGTTT
15. ATGCCGTACTGGTGACCGCTAATAG15. ATGCCGTACTGGTGACCGCTAATAG
16. TCGACTATTAGCGGTCACCAGTAC16. TCGACTATTAGCGGTCACCAGTAC
TABULKA XIIITABLE XIII
ECEPO ÚSEK 3ECEPO SECTION 3
BamHI BglII GA TCCAGATCTCTGGTCTAGAGAC.BamHI BglII GA TCCAGATCTCTGGTCTAGAGAC.
ACTACTCTGC JrGCGTGCTCT ·. TGATGAGACG ACGCAjCGAGAACTACTCTGC JrGCGTGCTCT ·. TGATGAGACG ACGCAjCGAGA
GGGTGCACAGGGGTGCACAG
CCCACGTGTCCCCACGTGTC
AAAGAGGfcTA TCTCTCCGCC TTTCTCCGAT AGjAGAGGCGGAAAGAGGfcTA TCTCTCCGCC TTTCTCCGAT AGjAGAGGCGG
GGATGCTGCAGGATGCTGCA
CCTACGACGTCCTACGACGT
TCTbcTGCACTCTbcTGCAC
AGACGÁČjGTGAGACGÁČjGTG
CGCTGCGTACCGCTGCGTAC
GCGACGCATG catcactgIct GATACCTTCC GTAGTGACGA CT^TGGAAGGGCGACGCATG catcactgIct GATACCTTCC GTAGTGACGA CT ^ TGGAAGG
GCAAACTGTTGCAAACTGTT
CGTTTGACAACGTTTGACAA
TCGtTGTATACTCGtTGTATAC
AGCACÁTAjTG tctaacttcc TGCGTGGTAÍA AGATTGAAGG ACGCACCATTAGCACÁTAjTG tctaacttcc TGCGTGGTAÍA AGATTGAAGG ACGCACCATT
ACTGAAACTGACTGAAACTG
TGA^íTTGACTGA ^ íTTGAC
SáliHall
TATACTGGCG AAGC|ATGCCG TACTGGTGAC CGCTAATAG ATATGACCGC TTCGTACGdC ATGACCACTG GCGATTATC AGCTTATACTGGCG AAGC <br> ATGCCG TACTGGTGAC CGCTAATAG ATATGACCGC TTCGTACGdC ATGACCACTG GCGATTATC AGCT
1616
100 V tabulce VIII jsou znázorněny oligonukleotidy, užitá k výstavbě úseku 1 genů ECEPO, jde o kód aminoterminálních zbytků lidského polypeptidů. Oligonukleotidy byly sestaveny jako dvojice, to zn.Table VIII shows the oligonucleotides used to construct section 1 of the ECEPO genes, which code for the amino-terminal residues of the human polypeptide. The oligonucleotides were assembled as a pair, i.e.
a 2, 3 a 4, atd·) a tyto dvojice pak byly navázány za vzniku úseku 1 genu ECEPO, jak je zřejmá z tabulky IX. Je nutno npozomit na to, že tento úsek obsahuje místa po štěpení enzymy BcoRI a BamHI, rand 2, 3 and 4, etc. ·) and these pairs were then ligated to form region 1 of the ECEPO gene, as shown in Table IX. It should be noted that this region contains sites after cleavage by the enzymes BcoRI and BamHI, r
načež směrem dolů” od zakončení po působení EcoRI se nachází místo po působení enzymu Xbal a směrem nahoru” od místa pro působení enzymu BamHI se nachází místa pro působení enzymu Kpnl. Úsek I je možno snadno podrobit amplifikaci při použití fágu M13 jako vektoru pro ověření sledu. Některá obtíže byly spojeny s izolací tohoto úseku jako fragmentu po působení enzymů Xbal/KpnI z HíA, vzniklá v E. coli, příčinou byla patrně methylace místa po působení enzymu Kpnl v hostiteli. Z tohoto důvodu byla izolována INA fágu s jednoduchým řetězcem a byla pak in vitro změněna na IMA s dvojitým řetězcem, načež byl izolován požadovaný fragment s dvojitým řetězcem.then downwards from the EcoRI termination site there is an XbaI site and upwards from the BamHI site there is a KpaI site. Section I can be easily amplified using M13 phage as a sequence verification vector. Some difficulties have been associated with the isolation of this region as a fragment after treatment with XbaI / KpnI enzymes from H1A, generated in E. coli, probably due to methylation of the KpnI-treated site in the host. For this reason, a single-stranded phage INA was isolated and then converted to a double-stranded IMA in vitro, after which the desired double-stranded fragment was isolated.
- 101- 101
Geny ECEPO, úseky 2 a 3, tak jak jsou znázorněny v tabulkách XI a XIII, byly konstruovány obdobným způsobem z oligonukleotidů, uvedených v tabulkách X a XII. Každá sekce byla podrobena amplifikaci ve vektoru M13 pro ověření sledu a pak byla izolována z ZHUA-fágu. Jak je zřejmě z tabulky XI, úsek 2 ECEPO byl konstruován s místy po působení enzymů EcoRI a BamHI s možností opětné vazby a mohl být izolován jako fragment po působení KpnI/Bgl II. Obdobně úsek 3 ECEPO byl připraven s místy po působení 1/ BamHI a Sáli, schopnými opětné vazby na konci a mohl být izolován z DNA fágu jako fragment Bgl II/Sal I. Takto získané 3 úseky je možno snadno spojit na kontinuální sled INA, tak jak je znázorněn v tabulce XIV, který je kódem pro celý lidský polypeptid EPO s aminoterminálním kodonem pro methionin (ATG) pro počátek translace v E. coli· Je nutno také upozornit na to, že směrem nahoru” od počátečního kodonu ATG se nachází skupina párů baží, která v podstatě opakuje sled pro vazbu ribosomu při expresi genu CBdP-f E. coli.The ECEPO genes, sections 2 and 3, as shown in Tables XI and XIII, were constructed in a similar manner from the oligonucleotides listed in Tables X and XII. Each section was amplified in the M13 vector to verify the sequence and then isolated from ZHUA-phage. As shown in Table XI, ECEPO region 2 was constructed with EcoRI and BamHI feedback sites and could be isolated as a KpnI / Bgl II-treated fragment. Similarly, ECEPO section 3 was prepared with 1 / BamHI and SalI-treated sites capable of end-linking and could be isolated from DNA phage as a Bgl II / Sal I fragment. as shown in Table XIV, which codes for the entire human EPO polypeptide with an amino-terminal methionine (ATG) codon for translation initiation in E. coli · It should also be noted that there is a group of pairs which essentially repeats the ribosome binding sequence in E. coli CBdP-f gene expression.
Jako nosný vektor pro ECEPO je možno užít jakýkoliv vhodný vektor pro dosažení exprese. Vektorem,Any suitable expression vector can be used as a carrier vector for ECEPO. Vector,
102 zvoleným pro tento účel byl na teplotu citlivý plasmid pCIM536, což je derivát plasmidu pCIM414 (AICC 40076), který byl popsán v US patentové přihlášce č. 636 727, podané 6· srpna 1984 (Charles F.Morris). Gen ρΟΈΜ53β byl pak rozštěpen enzymy Xbal a Hind III. Velký fragment byl izolován a použit k vazbě s genem BCEPO. Úseky 1 (Xbal/KpnI), 2 (KpnI/Bgl II) a 3 (Bgl II/Sal I) byly předem zařazeny ve správném pořadí v M13 a gen pro EPO byl pak izolován jako jediný fragment (Xbal/HindlII). Tento fragment obsahoval část vazného řetězce z fágu M13 mp9 mezi místy pro působení enzymů Sal I až Hind III. Při ověření exprese výsledného plasmidu p536 bylo použito promotoru lambda PL, který sám může být podřízeným represorického genu Cj 357» tak jak se nachází v kmenu E.coli K12AHtrp.102 selected for this purpose was the temperature-sensitive plasmid pCIM536, a derivative of plasmid pCIM414 (AICC 40076), which was described in U.S. Patent Application No. 636,727, filed August 6, 1984 (Charles F. Morris). The ρΟΈΜ53β gene was then digested with XbaI and HindIII. The large fragment was isolated and used to bind to the BCEPO gene. Sections 1 (XbaI / KpnI), 2 (KpnI / Bgl II) and 3 (Bgl II / Sal I) were pre-arranged in the correct order in M13 and the EPO gene was then isolated as a single fragment (XbaI / HindIII). This fragment contained part of the binding chain from phage M13 mp9 between the Sal I to Hind III enzyme sites. The lambda P L promoter was used to verify the expression of the resulting plasmid p536, which may itself be subordinate to the repressor gene Cj 357 as found in the E. coli strain K12AHtrp.
Svrchu získaný gen pro ECEPO je pak možno různým způsobem modifikovat, čímž se získají kódy pro analogy erythropoetinu, například [Asn2, des-Pro2 až Ile^] hEPO a [His^lhePO, jak již bylo uvedeno.The ECEPO gene obtained above can then be modified in various ways to obtain codes for erythropoietin analogs, for example [Asn 2 , des-Pro 2 to Ile ^] hEPO and [His ^ lhePO, as already mentioned.
- 103 A. [Asn2, des-Pro2 až Ile6]heP0- 103 A. [Asn 2 , des-Pro 2 to Ile 6 ] heP0
Plasmid 536, který nese zkonstruovaný gen BCEPO z tabulky XIV jako včleněný úsek, zakončený místy pro působení Xbal a Hind III byl rozštěpen enzymy Hind III a Xho I. Druhá z uvedených endonukleáz štěpí uvedený gen v místě, kterégíse nachází 6 párů baží od kodonu, který je kódem pro Asp8 až Arg1^.Plasmid 536, which carries the engineered BCEPO gene from Table XIV as an insert, terminated by XbaI and HindIII sites, was digested with Hind III and XhoI enzymes. which codes for Asp 8 to Arg 1 ^.
Pak byl produkován vazný řetězec Xbal/Xho la následujícím sledem:The XbaI / Xho Ia binding chain was then produced as follows:
genu BCEPO Xhol/Hind III se včlení do velkého fragmen· tu, který vznikne tak, že se pomocí enzymů Xbal a Hind III rozštěpí plasmid pC5M526, což je derivát plasmidu pC!M414 (ATCC 40076), tak jak byl popsán v US patentové přihlášce č. 636 727, podané 6. srpna 1984 (Charles F. Morris),čímž se získá sled INA, který je kódem pro Met“1 formu požadovaného analogu při expresi v B. coli.The BCEPO XhoI / HindIII gene is incorporated into a large fragment that results from the cleavage of plasmid pC5M526, a derivative of plasmid pC! M414 (ATCC 40076), by XbaI and HindIII enzymes, as described in U.S. Pat. no. 636,727, filed August 6, 1984 (Charles F. Morris) to give INA sequence coding for Met "1 form the desired analog when expressed in B. coli.
- 104 B. [His7]hEP0- 104 B. [His 7 ] hEP0
Plasmid 536 byl rozštěpen enzymy Hind III a Xho I jako v odst. A. Vazný řetězec Xbal/Xhol byl zkonstruován s následujícím sledem:Plasmid 536 was digested with Hind III and Xho I enzymes as in paragraph A. The XbaI / XhoI binding chain was constructed as follows:
+1 2 3 4 5 6 7+1 2 3 4 5 6 7
Xbal Met Ala Pro Pro Arg Leu IleeHisXbal Met Ala Pro Pro Arg Leu IleeHis
5*-CTAG - ATG GCT CCG CCA CGT CTG ATC CAT 3*- TAC CGA GGC GGT GCA GAC TAG GTA5 * -CTAG - ATG GCT CCG CCA CGT CTG ATC CAT 3 * - TAC CGA GGC GGT GCA GAC TAG GTA
99
Asp XholAsp Xhol
GAC-3*GAC-3 *
CTG AGCT-5*CTG AGCT-5 *
Vazný řetězec a fragment ECEPO (Xhol/Hind III) byl pak vSsněn do plasmidu pCIM526, čímž byl získán sled HiA, nesený plasmidem, který je kódem pro Met1 formu požadovaného analogu při expresi v E. coli.The binding strand and ECEPO fragment (XhoI / HindIII) were then inserted into plasmid pCIM526 to obtain the HiA sequence carried by the plasmid, which encodes the Met 1 form of the desired analog when expressed in E. coli.
Konstrukce genu SCEPO, který má xkx v sobě včleněné kodony, usnadňující expresi v kvasinkách, je popsána v následujících tabulkách XV až XXI. Stejně jako v případě genu ECEPO, zahrnuje v sobě celá konstrukce tvorbu tří skupin oligonukleotidů, tak jak jsou uvedeny v následujících tabulkách XV, XVII a XIX, gde o dvojice baží, které jsou pak uspořádány do úseků, které jsou znázorněny na tabulkách XVI, XVIIIThe construction of the SCEPO gene, which has xkx-incorporated codons that facilitate expression in yeast, is described in the following Tables XV to XXI. As in the case of the ECEPO gene, the whole construct involves the formation of three groups of oligonucleotides, as shown in the following Tables XV, XVII and XIX, gde pairs, which are then arranged in the sections shown in Tables XVI, XVIII.
- 105 a XX, je nutno uvést, že syntézu je možno částečně usnadnit tak, že se použijí některé suboptimální ko dony při konstrukci SCEPO i ECEPO, t. j. v případě obou genů jsou identické oligonukleotidy 7 až 12 v úseku 1 a také v úseku 2 jsou totožné v obou genech oligonukleotidy 1 až 6.105 and XX, it should be noted that the synthesis can be partially facilitated by using some suboptimal codes in the construction of both SCEPO and ECEPO, ie in the case of both genes the identical oligonucleotides 7 to 12 in section 1 and also in section 2 are identical in both genes oligonucleotides 1 to 6.
- /r<rΤΛ BULKA XV- / r <rΤΛ BULKA XV
9I^^CUiOTim_S_CEPO ÚSEK9I ^^ CUiOTim_S_CEPO ÚSEK
1. AATTCAAGCTTGGATAAAAGAGCT1. AATTCAAGCTTGGATAAAAGAGCT
2. GTGGAGCTCTTTTATCCAAGCTTG2. GTGGAGCTCTTTTATCCAAGCTTG
3. CCACCAAGATTGATCTGTGACTC3. CCACCAAGATTGATCTGTGACTC
4. TCTCGAGTCACAGATCAATCTTG4. TCTCGAGTCACAGATCAATCTTG
5. GAGAGTTTTGGAAAGATACTTGTTG ’ ’6. CTTCCAACAAGTATCTTTCCAAAAC '5. GAGAGTTTTGGAAAGATACTTGTTG ’’ 6. CTTCCAACAAGTATCTTTCCAAAAC '
7. GAAGCTAAAGAAGCTGAAAACATC7. GAAGCTAAAGAAGCTGAAAACATC
8. GTGGTGATGTTTTCAGCTTCTTTAG8. GTGGTGATGTTTTCAGCTTCTTTAG
9. ACCACTGGTTGTGCTGAACACTGTTC9. ACCACTGGTTGTGCTGAACACTGTTC
10. CAAAGAACAGTGTTCAGCACAACCA10. CAAAGAACAGTGTTCAGCACAACCA
11. TTTGAACGAAAACATTACGGTACCG11. TTTGAACGAAAACATTACGGTACCG
12. GATCCGGTACCGTAATGTTTTCGTT12. GATCCGGTACCGTAATGTTTTCGTT
TABULKA XVI SCEPO ÚSEK 1TABLE XVI SCEPO SECTION 1
EcoRI HindlII 1EcoRI HindlII 1
AATTCA AGCTTGGATA GT TCGAACCTATAATTCA AGCTTGGATA GT TCGAACCTAT
AAAGAGCTfcc ACCAAGATTG ATCTGTGACT cfcAGAGTTTT TTTCTCGAGG TGpTTCTAAC TAGACACTGA GCTČŤ]CAAAAAAAGAGCTfcc ACCAAGATTG ATCTGTGACT cfcAGAGTTTT TTTCTCGAGG TGpTTCTAAC TAGACACTGA GCTČŤ] CAAAA
GGAAAGATAC TTGTTGpAAG CTAAAGAAGC TGAAAACATC ^CCACTGGTT CCTTTCTATG AACAACCTŤČ] GATTTCTTCG ACTTTTGTAG TGGTČSACCAA ' θGGAAAGATAC TTGTTGpAAG CTAAAGAAGC TGAAAACATC ^ CCACTGGTT CCTTTCTATG AACAACCTŤČ] GATTTCTTCG ACTTTTGTAG TGGTČSACCAA 'θ
11 KpnI BamHI11 KpnI BamHI
GTGCTGAACA CTGTTCPTTG AACGAAAACA TTACGGTACC G CACGACTTGT GACAAGAÁÁČ] TTGCTTTTGT AATGCCATGG CCTAG ' 12 /ol·TABULICA OTIGTGCTGAACA CTGTTCPTTG AACGAAAACA TTACGGTACC G CACGACTTGT GACAAGAÁÁČ] TTGCTTTTGT AATGCCATGG CCTAG '12 / ol · TABLE OTI
OLIGONUCLBOTIDY SCEPO USEK 2OLIGONUCLBOTIDES SCEPO USEK 2
1. AATTCGGTACCAGACACCAAGGT1. AATTCGGTACCAGACACCAAGGT
2. GTTAACCTTGGTGTCTGGTACCG2. GTTAACCTTGGTGTCTGGTACCG
3. TAACTTCTACGCTTGGAAACGTAT3. TAACTTCTACGCTTGGAAACGTAT
4. TTCCATACGTTTCCAAGCGTAGAA4. TTCCATACGTTTCCAAGCGTAGAA
5. . GGAAGTTGGTCAACAAGCAGTTGAAGT5.. GGAAGTTGGTCAACAAGCAGTTGAAGT
6. CCAAACTTCAACTGCTTGTTGACCAAC6. CCAAACTTCAACTGCTTGTTGACCAAC
7. TTGGCAAGGTTTGGCCTTGTTATCTG7. TTGGCAAGGTTTGGCCTTGTTATCTG
8. GCTTCAGATAACAAGGCCAAACCTTG8. GCTTCAGATAACAAGGCCAAACCTTG
9. AAGCTGTTTTGAGAGGTCAAGCCT9. AAGCTGTTTTGAGAGGTCAAGCCT
IQ. AACAAGGCTTGACCTCTCAAAACAIQ. AACAAGGCTTGACCTCTCAAAACA
11. ' TGTTGGTTAACTCTTCTCAACCATGGG ·11. 'TGTTGGTTAACTCTTCTCAACCATGGG ·
12. TGGTTCCCATGGTTGAGAAGAGTTAACC12. TGGTTCCCATGGTTGAGAAGAGTTAACC
13. AACCATTGCAATTGCACGTCGAT13. AACCATTGCAATTGCACGTCGAT
14. CTTTATCGACGTGCAATTGCAA14. CTTTATCGACGTGCAATTGCAA
15. AAAGCCGTCTCTGGTTTGAGATCTG15. AAAGCCGTCTCTGGTTTGAGATCTG
16. GATCCAGATCTCAAACCAGAGACGG16. GATCCAGATCTCAAACCAGAGACGG
TABULKA XVIII SCEPO ÚSEK 2TABLE XVIII SCEPO SECTION 2
KpnIKpnI
EcoRI 1EcoRI 1
TTETTCGGTtfCC AGACACCAAG GCCATGG TCTGTGGTTC gtItaacttct caaTTg^aga acgcttggaa tgcgaacctt acgtatHgaa tgcatacčTť]TTETTCGGTtfCC AGACACCAAG GCCATGG TCTGTGGTTC gtItaacttct caaTTg ^ aga acgcttggaa tgcgaacctt acgtatHgaa tgcatacčTť]
GTTGGTCAACGTTGGTCAAC
CAACCAGTTGCAACCAGTTG
AAGCTGTTGAAAGCTGTTGA
TTCGACAACTTTCGACAACT
AGTfTTGGCAA GG”TTGGCCT TCAAAČ^TT CCAAACCGGAAGTfTTGGCAA GG ”TTGGCCT TCAAAČ ^ TT CCAAACCGGA
TGTTATCTGp AGCTGTTTTG AGAGGTCAAG ACAATAGACT TCGhCAAAAC TCTCCAGTTC ’ 10 li 12TGTTATCTGp AGCTGTTTTG AGAGGTCAAG ACAATAGACT TCGhCAAAAC TCTCCAGTTC ’10 li 12
CCTjrGTTGGT TAACTCTTCT CAACCATGGG hACCATTGCA ATTGCACGTC GGAto^CA ATTGAGAAGA GTTGGTACCC TTGGTjAACGT TAACGTGCAGCCTjrGTTGGT TAACTCTTCT CAACCATGGG hACCATTGCA ATTGCACGTC GGAto ^ CA ATTGAGAAGA GTTGGTACCC TTGGTjAACGT TAACGTGCAG
BglII BamHIBglII BamHI
GAThAAGCCG TCTCTGGTTT GAGATCTG CTATTTČpGC AGAGACCAAA CTCTAGACCTA G fCN TABULKA XIXGAThAAGCCG TCTCTGGTTT GAGATCTG CTATTTČpGC AGAGACCAAA CTCTAGACCTA G fCN TABLE XIX
OLIGONUCLEOTILY SCEPO ÚhEK 3OLIGONUCLEOTILY SCEPO ÚHEK 3
1. GATCCAGATCTTTGACTACTTTGTT1. GATCCAGATCTTTGACTACTTTGTT
2. TCTCAACAAAGTAGTCAAAGATCTG2. TCTCAACAAAGTAGTCAAAGATCTG
3. GAGAGCTTTGGGTGCTCAAAAGGAAG3. GAGAGCTTTGGGTGCTCAAAAGGAAG
4. ATGGCTTCCTTTTGAGCACCCAAAGC4. ATGGCTTCCTTTTGAGCACCCAAAGC
5. , CCATTTCCCCACCAGACGCTGCTT5., CCATTTCCCCACCAGACGCTGCTT
6. GCAGAAGCAGCGTCTGGTGGGGAA6. GCAGAAGCAGCGTCTGGTGGGGAA
7. CTGCCGCTCCATTGAGAACCATC7. CTGCCGCTCCATTGAGAACCATC
8. CAGTGATGGTTCTCAATGGAGCG8. CAGTGATGGTTCTCAATGGAGCG
9. ACTGCTGATACCTTCAGAAAGTT9. ACTGCTGATACCTTCAGAAAGTT
10. ' GAATAACTTTCTGAAGGTATCAG10. 'GAATAACTTTCTGAAGGTATCAG
11. ’ ATTCAGAGTTTACTCCAACTTCT11. ATTCAGAGTTTACTCCAACTTCT
12. CTCAAGAAGTTGGAGTAAACTCT12. CTCAAGAAGTTGGAGTAAACTCT
13. TGAGAGGTAAATTGAAGTTGTACAC13. TGAGAGGTAAATTGAAGTTGTACAC
14. ACCGGTGTACAACTTCAATTTACCT14. ACCGGTGTACAACTTCAATTTACCT
15. CGGTGAAGCCTGTAGAACTGGT15. CGGTGAAGCCTGTAGAACTGGT
16. CTGTCACCAGTTCTACAGGCTTC16. CTGTCACCAGTTCTACAGGCTTC
17. GACAGATAAGCCCGACTGATAA17. GACAGATAAGCCCGACTGATAA
18. GTTGTTATCAGTCGGGCTTAT18. GTTGTTATCAGTCGGGCTTAT
19. CAACAGTGTAGATGTAACAAAG19. CAACAGTGTAGATGTAACAAAG
20. TCGACTTTGTTACATCTACACT20. TCGACTTTGTTACATCTACACT
- f/PΤΛ BULKA XX t- f / PΤΛ BULKA XX t
SCEPO USEK 3 ) jSCEPO USEK 3) j
BamHI BqlII _1BamHI BqlII _1
GATC CAGATCTTTG ACTACTTTGT TGAGAGCTTT GTCTAGAAAC TGATGAAACA ACTCTjSGAAAGATC CAGATCTTTG ACTACTTTGT TGAGAGCTTT GTCTAGAAAC TGATGAAACA ACTCTjSGAAA
55
GGGTGCTCAA AAGGAAGfcCA TTTCCCCACC AGACGCTGCT TCTGCCGCTC cccacgagtt ttccttcggt aJaaggggtgg tctgcgacga aEaFggcgagGGGTGCTCAA AAGGAAGfcCA TTTCCCCACC AGACGCTGCT TCTGCCGCTC cccacgagtt ttccttcggt aJaaggggtgg tctgcgacga aEaFggcgag
6 7 2 II6 7 2 II
CATTGAGAAC CATCfrCTGCT GATACCTTCA GAAAGTTfaTT CAGAGTTTAC GTÁACTCTTG GTAGTGÁČpA CTATGGAAGT CTTTCAATAA G|TCTCAAATGCATTGAGAAC CATCfrCTGCT GATACCTTCA GAAAGTTfaTT CAGAGTTTAC GTÁACTCTTG GTAGTGÁČpA CTATGGAAGT CTTTCAATAA G | TCTCAAATG
1212
TCCAACTTCT frGAGAGCTAA ATTGAAGTTG TACACfcGGTG AAGCCTGTAGTCCAACTTCT frGAGAGCTAA ATTGAAGTTG TACACfcGGTG AAGCCTGTAG
AGGTTGAAGA AČTČJTCCATT TAACTTCAAC ATGTGGČČAJC TTCGGACATCAGGTTGAAGA AČTČJTCCATT TAACTTCAAC ATGTGGČČAJC TTCGGACATC
I7 12I 7 12
AACTGGTbAC AGATAAGCCC GACTGATAAfc AACAGTGTAGAACTGGTbAC AGATAAGCCC GACTGATAAfc AACAGTGTAG
TTGACCACtG TTJtATTCGGG CTGACTATTG TTGfTCACATCTTGACCACtG TTJtATTCGGG CTGACTATTG TTGfTCACATC
SáliHall
ATGTAACAAA GATGTAACAAA G
TACATTGTTT CAGCT 20TACATTGTTT CAGCT 20
- //7TABULKA ;c<l GELL/CUPO- // 7TABLE; c <l GELL / CUPO
HlndlIIHlndlII
SočTtggataSočTtggata
ACCTATACCTAT
GGAAAGATACGGAAAGATAC
CCTTTCTATGCCTTTCTATG
GTGCTGAACAGTGCTGAACA
CACGACTTGTCACGACTTGT
GTTAACTTCTGTTAACTTCT
CAATTGAAGACAATTGAAGA
AGTTTGGCAAAGTTTGGCAA
TCAAACCGTTTCAAACCGTT
CCTTGTTGGTCCTTGTTGGT
GGAACAACCAGGAACAACCA
GATAAAGCCGGATAAAGCCG
CTATTTCGGCCTATTTCGGC
GGGTGCTCAAGGGTGCTCAA
CCCACGAGTTCCCACGAGTT
CATTGAGAACCATTGAGAAC
GTAACTCTTGGTAACTCTTG
TCCAACTTCTTCCAACTTCT
AGGTTGAAGAAGGTTGAAGA
AACTGGTGACAACTGGTGAC
TTGACCACTGTTGACCACTG
ATGTAACAAAATGTAACAAA
TACATTGTTTTACATTGTTT
-1 +1 ArgAla-1 +1 ArgAla
112 Celý U3ek SCEPO byl podroben expresi v M13 a úseky 1, 2 a 3 byly izolovatelné z fágu jako fragmenty HindlII/KpnI, KpnI/Bgl II a Bgl II/ /Sal I.112 The entire U3ek SCEPO was expressed in M13 and sections 1, 2 and 3 were isolatable from phage as HindIII / KpnI, KpnI / Bgl II and Bgl II / / Sal I fragments.
Systém pro expresi genu SCEPO, který je za současné doby pokládán za výhodný, je založen na sekreci α-faktoru S.cerevisiae, tak jak to bylo popsáno v U.S. patentové přihlášce č. 487 753, podá né 22. dubna 1983 (Grant A. Bitter, a uveřejněnéThe SCEPO gene expression system, which is currently considered to be advantageous, is based on the secretion of S. cerevisiae α-factor, as described in U.S. Pat. Patent Application No. 487,753, filed April 22, 1983 (Grant A. Bitter, and published
31. října 1984 jako evropská patentová přihláška č. 0 123 294. fcento systém zahrnuje konstrukce, v nichž INA, která je kódem pro vedoucí sled genu pro a-faktor kvasinek se uloží do polohy těsně 5*za kódovou oblast exogenního genu, k jehož expresi má dojít. V důsledku toho produkt po translaci obsahuje vedoucí nebo signální sled, který je odstraněn endogenním enzymem kvasinek v průběhu sekrece zbytku produktu. Protože se při konstrukci užívá kodonu ATG, který je kodonem pro počátek translace α-faktoru, není zapotřebí zařadit tento kodon do polohy -1 genu SCEPO. Jak je zřejmé z tabulky XXI, nachází se před kódem pro alanin (+1) vazný řetězecOctober 31, 1984, as European Patent Application No. 0 123 294. This system includes constructs in which the INA, which codes for the leader sequence for the yeast α-factor gene, is placed in a position just 5 * behind the coding region of the exogenous gene to which expression is to occur. As a result, the translated product contains a leader or signal sequence that is removed by the endogenous yeast enzyme during secretion of the remainder of the product. Because the ATG codon, which is the codon for the start of α-factor translation, is used in the construction, it is not necessary to place this codon in position -1 of the SCEPO gene. As can be seen from Table XXI, the alanine (+1) code is preceded by a binding chain
- 113 který dovoluje přímé včlenění do plasmidu včetně INA pro prvních 80 zbytků signálního sledu pro a-faktor s následujícím promotorem pro a-faktor. Specifická konstrukce pro expresi genu SCEPO v sobě zahrnuje čtyřstupňovou vazbu včetně svrchu uvedených fragmentů a velkého fragmentu po štěpení plasmidu pocC3 enzymy HindlII/Sal I. Z výsledného plasmidu pKC3/SCEP0 je možno izolovat promotor pro a-faktor, signální sled a gen SCEPO štěpením enzymem BamHI a vazbou do plasmidu pYE po štěpení enzymem BamHI, čímž vzniká plasmid pYE/SCEPO.- 113 which allows direct insertion into a plasmid including INA for the first 80 residues of the α-factor signal sequence with the following α-factor promoter. The specific construct for SCEPO gene expression involves a four-step linkage including the above fragments and a large fragment after digestion of plasmid pocC3 with HindIII / Sal I. The α-factor promoter, signal sequence and SCEPO gene can be isolated from the resulting plasmid pKC3 / SCEP0 BamHI and binding to plasmid pYE after digestion with BamHI to give plasmid pYE / SCEPO.
Příklad 12Example 12
E x prese rekombinantních produktů při použití konstruovaných genů ECEPO a SCEPO systémem pro expresi z příkladu 11 je možno dosáhnout následujícím způsobem:E x over recombinant products using the engineered ECEPO and SCEPO genes for the expression system of Example 11 can be achieved as follows:
Plasmid p536 z příkladu 11 se transformuje do buněk AM7 E. coli, které již byly transformovány vhodným plasmidem pMWl s genem Cj 357·Plasmid p536 from Example 11 was transformed into E. coli AM7 cells that had already been transformed with the appropriate plasmid pMW1 with the Cj 357 gene.
Kultury bu- 114 něk v prostředě LB (Ampicilin 5Ο^β/πι1 a KAKAMYCIN 5^ig/ml, s výhodou s 10 mM síranu hořečnatého) se udržuje na teplotě 28 °C a buňky se pěstují do hustoty 0,1 (optická hustota), exprese EPO se vyvolá zvýšením teploty na 42 °C. Dochází k produkci EPO v množství přibližně 5 mg/litr.Cell cultures of LB medium (Ampicillin 5β / μl and CACAMYCIN 5 μg / ml, preferably 10 mM magnesium sulfate) were maintained at 28 ° C and the cells were grown to a density of 0.1 (optical density ), EPO expression is induced by raising the temperature to 42 ° C. EPO is produced at approximately 5 mg / liter.
Buňky se izolují, rozruší a pak se na ně působí lysozymem a smáčedlem HP-40. Peleta po odštředění (24 000 g) se pak solubilizuje guanidinhydrochloridem a dále se čistí vysokotlakou kapalinovou chromatografií v reversní fázi (C^ - Vydac), O až 80 % ethanolu, 50 mM octanu amonného, pH 4,5. Při stanovení sledu bílkoviny je možno prokázat, že čistota produktu je vyšší než 95 % a získaný produkt má 2 možná zakončení na aminoterminálním konci, a to A-P-P-R nebo P-P-R v poměrném množství 3:1. Toto pozorování produktů, které odpovídají lidskému hEPO a témuž produktu bez alaninu v poloze 1 ukazuje na zpracování” hostitelskými buňkami, které odstraňuje terminální methionin a v některých případech také počáteční alanin. Radioimunologická účinnost isolátů byla 150 000 až 160 000 jednotek/mg, účinnost in vitroThe cells are isolated, disrupted, and then treated with lysozyme and HP-40 wetting agent. The pellet after centrifugation (24,000 g) was then solubilized with guanidine hydrochloride and further purified by reverse phase high performance liquid chromatography (CH 2 -Edac), 0 to 80% ethanol, 50 mM ammonium acetate, pH 4.5. By determining the protein sequence, it can be shown that the purity of the product is higher than 95% and the product obtained has 2 possible ends at the amino-terminal end, A-P-P-R or P-P-R in a relative amount of 3: 1. This observation of products corresponding to human hEPO and the same alanine-free product at position 1 indicates host cell processing that removes terminal methionine and, in some cases, initial alanine. The radioimmunological activity of the isolates was 150,000 to 160,000 units / mg, the in vitro activity
- 115 30 000 až 62 000 jednotek/mg a účinnost in vivo 120 až 720 jednotek/mg. (Srovnání bylo prováděno s materiálem, žalovaným z lidské moči s účinností 70 000 jednotek/mg). Křivka afeá závislosti účinku na dávce pro rekombinantní produkt in vivo se podstatně liSila od téže křivky pro EPO z lidské moči.- 115 30,000 to 62,000 units / mg and in vivo efficacy 120 to 720 units / mg. (The comparison was made with material sued from human urine with an efficacy of 70,000 units / mg). The dose-response curve for the recombinant product in vivo differed significantly from the same curve for human urinary EPO.
Plasmidy pro analogy EPO, vytvořené v částech A a B v příkladu 11 byly jednotlivě transformovány do buněk AM7 E. coli, které již byly transformovány pMWl a buňky byly pěstovány svrchu uvedeným způsobem. Čištěné izoláty byly zkoumány SSi BIA i in vitro. Bbě hodnoty pro produkty exprese [Asn2, des-Pro2 až Ile^jhEPO byly přibližně 11 000 jednotek/mg a 6 000 jednotek/mg bílkoviny, kdežto stejné hodnoty pro [His^lhEPO byly 41 000 jednotek/mg a 14 000 jednotek/mg bílkoviny, což ukazuje na to, že analogické produkty měly účinnost 1/4 až 1/10 než úplné produkty exprese.The EPO analog plasmids generated in Parts A and B of Example 11 were individually transformed into E. coli AM7 cells that had already been transformed with pMW1, and the cells were grown as described above. Purified isolates were also examined by SSi BIA in vitro. Bbe values for the expression products [Asn 2 , des-Pro 2 to Ile ^ jhEPO were approximately 11,000 units / mg and 6,000 units / mg protein, while the same values for [His ^ lhEPO were 41,000 units / mg and 14,000 units / mg protein, indicating that the analogous products had an efficiency of 1/4 to 1/10 than the complete expression products.
V systému pro expresi, určeném pro použití v hostitelských buňkách S. cervisiae, byl pksmid pYE/SCEPO transformován do dvou různých kmenů, a toIn an expression system for use in S. cervisiae host cells, pYE / SCEPO was transformed into two different strains, namely
- 116 YSDP4 (genotyp apep4-3 trpí) a RK81 (genotyp aa pep4-3 trp 1). Transformované hostitelské buňky YSDP4 byly pěstovány v prostředí SD (Methods in Yeast Genetics,- 116 YSDP4 (genotype apep4-3 suffers) and RK81 (genotype aa pep4-3 suffers 1). Transformed YSDP4 host cells were grown in SD medium (Methods in Yeast Genetics,
Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor,Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor,
N.Y.., p. 62 (1983), doplněné aminokyselinami kaseinu v koncentraci 0,5 %, pH 6,5 při 30 °C. Prostředí bylo odděleno při optické hustotě buněk 36 a obsahovalo EPO v koncentraci 244 jednotek/ml $97^ug/litr podle RIA). Transformované buňky RK81 byly pěstovány do optické hustoty 6,5 nebo 60, koncentrace EPO byla 80 až 90 jednotek/ml (34ýig/litr podle RIA). Předběžná analýza prokázala heterogenitu produkůů, patrně na základě různé glykosilace bílkovin a poměrně vysoký obsah manozy·N.Y., p. 62 (1983), supplemented with the amino acids casein at a concentration of 0.5%, pH 6.5 at 30 ° C. The medium was separated at an optical cell density of 36 and contained EPO at a concentration of 244 units / ml (97 .mu.g / liter according to RIA). Transformed RK81 cells were grown to an optical density of 6.5 or 60, the EPO concentration was 80-90 units / ml (34 ug / liter according to RIA). Preliminary analysis showed heterogeneity of products, probably due to different protein glycosylation and relatively high mannose content ·
Plasmidy PaC3 a pYE v HB101 E.coli byly ulože- j ny 27. září 1984 do American Type Culture Collection,Plasmids PaC3 and pYE in HB101 E. coli were deposited on September 27, 1984 in the American Type Culture Collection.
12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland pod čísly ATCC 39881 a ATCC 39882. Plasmidy pCíM526 vAM7, pCIM536 v buňkách JM103 a pMWl v buňkách JM103 byly I rovněž uloženy 21. listopadu 1984 pod čísly ATCC 33932, 33934 a 33933· Saccharomyces cerevisiae kmene YSPD4 a RK81 byly uloženy 21. listopadu 1984 pod čísly ATCC 20734 a 20733.12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland under ATCC Nos. 39881 and ATCC 39882. Plasmids pCiM526 in AM7, pCIM536 in JM103 cells and pMW1 in JM103 cells were also deposited on November 21, 1984 under ATCC Nos. 33932, 33934 and 33933 · Saccharomyces kmSP4 RK81 was deposited on November 21, 1984 under ATCC numbers 20734 and 20733.
££
- 117 Je zřejmé, že způsobem podle vynálezu je možno získat četné výjimečně cenné produkty.It is clear that numerous exceptionally valuable products can be obtained by the process according to the invention.
Polypleptidy, získané způsobem podle vynálezu, jsou užitečné materiály, a£ již běží o produkty mikrobiálně exprese nebo o syntetické produkty, primární, sekundární a terciální struktura těchto produktů byla poprvé poznána prováděním způsobu podle vynálezu.The polypeptides obtained by the process of the invention are useful materials, and whether they are microbial expression products or synthetic products, the primary, secondary and tertiary structure of these products was first recognized by the process of the invention.
Jak již bylo uvedeno, rekombinantní produkty a syntetické produkty majívrůzném stupni společnou biologickou účinnost in vitro jak pro izoláty EPO z přírodních zdroji, tak pro produkty exprese a mohou tedy být užity jako náhražky pro izoláty EPO v živném prostředí pro krevní buňky. V určité míře mají polypeptidy, vyrobené způsobem podle vynálezu také účinnost in vivo, podobno#* přírodním izolátům EPO a je tedy možné je užít pro léčbu erythropoetinem u savců včetně lidí, například tam, kde je z^apotřebí dosáhnout stimulace retikulocytů, vznik ferrokinetických účinků, například výměny železa mezi plasmou a kostní dření, tam kde je zapotřebí dosáhnout změny počtu erythrocytů, stimulace vzniku hemoglobinu C (Eschbach a další, svrchu) aAs already stated, recombinant products and synthetic products are in different stages of the biological activity in vitro for both isolates of EPO from natural sources, and the expression products and may therefore be used as substitutes for isolates of EPO in the medium for the blood cells. To some extent, the polypeptides produced by the method of the invention also have in vivo activity similar to natural EPO isolates and can therefore be used for treatment with erythropoietin in mammals, including humans, for example where reticulocyte stimulation is required. , for example, iron exchange between plasma and bone marrow, where it is necessary to achieve a change in the number of erythrocytes, stimulation of hemoglobin C production (Eschbach et al., supra) and
118 zvýšení hodnoty hematokritu, u savců, jak bylo uvedeno v příkladu 10. Jde tedy o nemocné, kteří obvykle vyžadují krevní fransfusi, například při úrazech, v případě chirurgických nemocí, u nemocí ledvin včetně použití umělé ledviny, a u nemocných s různými typy poruch ve složení krve, jako jsou hemofilie, poruchy tvaru krvinek, fyziologické anemie, srpkovitá anemie apod. Tímto způsobem je možno snížit nutnost transfuzí a tím využít EPO ke snížení materiálů, jimiž se mohou přenášet infekční choroby. Produkty podle vynálezu vzhledem k výrobě rekombinantními způsoby jsou prosté pyrogenů, přírodních inhibičních látek apod., a jsou tedy velmi účinné ve srovnání s přírodními produkty. Je možné je užít také tam, kde je nutno zlepšit přenos kyslíku, například při pobytu v prostředí s jeho sníženým množstvím a v případě ob^ěhových onemocnění.118 increase in hematocrit, in mammals, as shown in Example 10. These are therefore patients who usually require blood transfusions, for example in the case of injuries, in the case of surgical diseases, in kidney diseases, including the use of an artificial kidney, and in patients with various types of disorders in blood composition, such as hemophilia, blood cell disorders, physiological anemias, sickle cell disease, etc. In this way, it is possible to reduce the need for transfusions and thus use EPO to reduce the materials through which infectious diseases can be transmitted. The products of the present invention are free of pyrogens, natural inhibitory substances and the like with respect to production by recombinant methods, and are therefore very effective in comparison with natural products. They can also be used where it is necessary to improve oxygen transfer, for example when in an environment with a reduced amount of oxygen and in the case of circulatory diseases.
Výhodným způsobem podání těchto polypeptidů je parenterální podání, látky se obvykle podávájí s přijatelnými ředidly, nosiči a/nebo pomocnými látkami. Předběžné farmakokinetické studie prokazují delší poločas in vivo pro opičí EPO při nitrosva119 lovém podání než při nitrožilním podání. Účinné dáv ky se podstatně liší od sebe navzájem podle onemocnění, pohybují se však v rozmezí 0,1 až 100 ^tig/kg, t.j. přibližně 7 až 7 000 jednotek/kg. Eze užít běžná ředidla, například lidský sérový albumin a standardní nosiče, například fyziologický roztok chloridu sodného.The preferred route of administration of these polypeptides is parenteral administration, usually with acceptable diluents, carriers and / or excipients. Preliminary pharmacokinetic studies show a longer in vivo half-life for monkey EPO when administered intramuscularly than when administered intravenously. Effective doses vary considerably from one disease to another, but are in the range of 0.1 to 100 .mu.g / kg, i.e. about 7 to 7,000 units / kg. Conventional diluents, such as human serum albumin, and standard carriers, such as saline, may be used.
V prostředcích je možno užít i další pomocné látky, například testosterony, stimulátory zárodečných buněk, růstové faktory podobné insulinu, prostaglandinu, serotoninu, cyklickému A?MP , prolaktinu a trijodthyroninu, použít je možno také látky užívané při léčbě aplastických anemií, jako methenolen, stanozol a nandrolon (Resegotti a další Panminerva Medica 23, 243 až 248 /1981jí, MeGonigle a další, Kidney Int. 25(2), 437-444 /1984/,Other excipients, such as testosterones, germ cell stimulators, insulin-like growth factors, prostaglandin, serotonin, cyclic AβMP, prolactin and triiodothyronine, may also be used in the compositions, as may agents used in the treatment of aplastic anemias, such as methenolene, stanozol. and nandrolone (Resegotti et al., Panminerva Medica 23, 243-248 (1981), MeGonigle et al., Kidney Int. 25 (2), 437-444 (1984)),
Pavlovic-Kantera a další, Expt. Hematol. 8 (Supp.8) 283-291 (1980) a Kurtz, FEBS Letters, 14a(l), 105-108 /1982/). Jako pomocné látky je možno užít také sloučeniny, o nichž je známo, že zvyšují účinek erythropoetinu nebo asialo-EPO, například adrenergní látky, hormony štítné žlázy, androgenyPavlovic-Kantera et al., Expt. Hematol. 8 (Supp. 8) 283-291 (1980) and Kurtz, FEBS Letters, 14a (1), 105-108 (1982)). It is also possible to use as excipients compounds which are known to increase the action of erythropoietin or asialo-EPO, for example adrenergic substances, thyroid hormones, androgens.
- >rí2o nebo BPA, jak bylo popsáno v publikacích Dunn,-> rí2o or BPA, as described in Dunn publications,
Current Concepts in Erythropoiesis, John Wiley and Sons (Chichester, England, 1983), Weiland a další, Blut, 44(3), 173-175 (1982), Kalmanti, Kidney Int., 22, 383-391 (1982), Shahidi, New. Eng.Current Concepts in Erythropoiesis, John Wiley and Sons (Chichester, England, 1983), Weiland et al., Blut, 44 (3), 173-175 (1982), Kalmanti, Kidney Int., 22, 383-391 (1982), Shahidi, New. Eng.
J. Med., 289, 72-80 (1973), Fischer a další, Steroids, 30(6), 833-845 (1977), Urabe a další, J.Exp.Med.,J. Med., 289, 72-80 (1973), Fischer et al., Steroids, 30 (6), 833-845 (1977), Urabe et al., J. Exp. Med.
149, 1314-1325 (1979) a Billat a další, Expt,Hernato1., 10(1), 133-140 (1982) a sloučeniny, které jsuu ozna-“ čovány jako jaterní faktory pro tvorbu krve”, jak bylo popsáno v publikacích Naughton a další, Acta Haemat., 69, 171-179 (1983) a erythrotropiny”, popsané v publikacích Congote a další v Abstract 364,149, 1314-1325 (1979) and Billat et al., Expt, Hernato1, 10 (1), 133-140 (1982) and compounds which are termed as "hepatic factors for blood formation" as described in Naughton et al., Acta Haemat., 69, 171-179 (1983) and erythrotropins ", described in Congote et al., Abstract 364,
Proceedings 7th International Congress of ífadocrino- j logy (Quebec City, Quebec, červenec 1-7, 1984),Proceedings of the 7th International Congress of Ifadocrino- j logs (Quebec City, Quebec, July 1-7, 1984),
Congote, Biochem. Biophys.Res.Comm, 115 (2),Congote, Biochem. Biophys.Res.Comm, 115 (2),
447-483 ýl983) a Congote, Anal.Biochem., 140, 428 - 433 (1984) a erythrogeniny, popsané v publikaci Rothman a další, J. Stujg. Oncol, 20, 105 - 108 (1982). !447-483 (1983) and Congote, Anal. Biochem., 140, 428-433 (1984) and the erythrogenins described in Rothman et al., J. Stujg. Oncol, 20, 105-108 (1982). !
Předběžné sledování ukazuje na hypoxický polycythemických myších, předem ošetřených 5-a-dihydrotestosteronem nebo nandrolonem a pak erythropoetinem slibné výsledky. hPreliminary monitoring indicates hypoxic polycythemic mice pretreated with 5-α-dihydrotestosterone or nandrolone and then erythropoietin with promising results. h
- 121 Diagnostické použití polypeptidů, vyrobených způsobem podle vynálezu, je rovněž velmi široké a zahrnuje použití značených i neznačených forem v ůůzných imunologických zkouškách včetně RIA,The diagnostic use of the polypeptides produced by the method of the invention is also very broad and includes the use of labeled and unlabeled forms in a variety of immunoassays, including RIA,
ELISA apod., stejně jako celou řadu zkoušek in vitro a in vivo. Tyto postupy jsou popsány v publikacích Dunn a další, Expt. Hematol., 11(7), 590-600 (1983), Gibson a další, Pathology, 16, 155-156 (1984), krystal Expt, Hematol, 11(7), 649-660 (1983), Saito a další, Jap.J.Med., 23(1), 16-21 (1984), Nathan a další,ELISA, etc., as well as a variety of in vitro and in vivo assays. These procedures are described in Dunn et al., Expt. Hematol., 11 (7), 590-600 (1983), Gibson et al., Pathology, 16, 155-156 (1984), Expt Crystal, Hematol, 11 (7), 649-660 (1983), Saito et al. , Jap.J.Med., 23 (1), 16-21 (1984), Nathan et al.,
New Ihg. J. Med., 308(9), 520-522 (1983) a také v různých článcích, na něž jsou v těchto publikacích odkazy. Polypeptidy podle vynálezu včetně syntetických peptidů se sledy nebo zbytky EPO jsou také vysoce užitečnými čistými látkami pro polyklonální protilátky a bankami monoklonálních protilátek, specifických k rozeznávání kontinuální a diskontinuálních °h epitopů EPO. Příkladem může být předběžná analýza sledu aminokyselin z tabulky VI podle publikace Hopp a další, PNAS (USA), 78, strany 3824 - 3828 (1981) a analýza sekundární struktury podle publikace Chou a další, Ann.Rev. Biochem, 47, str. 251 (1978)New Ihg. J. Med., 308 (9), 520-522 (1983) and also in the various articles to which these publications refer. The polypeptides of the invention, including synthetic peptides with EPO sequences or residues, are also highly useful pure substances for polyclonal antibodies and monoclonal antibody banks specific for recognizing continuous and discontinuous EPO epitopes. Examples are the preliminary amino acid sequence analysis of Table VI of Hopp et al., PNAS (USA), 78, pages 3824-3828 (1981) and the secondary structure analysis of Chou et al., Ann. Rev. Biochem, 47, pp. 251 (1978)
122 prokázala, že syntetické peptidy, jejichž struktura odpovídá kontinuálním sledům přírodních peptidů v oblastech 41 až 57, 116 až 118 a 144 až 166 vždy včetně jsou schopny vyvolat vysoce antigenní odpověď a tím i vznik monoklonálních a polyklonálních protilátek, která reagují se syntetickým peptidem i s celou bílkovinou. Tyto protilátky by mohly být užiteč né k detekci a čištění EPO a příbuzných produktů.122 showed that synthetic peptides whose structure corresponds to continuous sequences of natural peptides in the regions 41 to 57, 116 to 118 and 144 to 166, inclusive, are able to elicit a highly antigenic response and thus the formation of monoclonal and polyclonal antibodies that react with the synthetic peptide. whole protein. These antibodies could be useful for the detection and purification of EPO and related products.
Byly připraveny následující tři syntetická peptidy:The following three synthetic peptides were prepared:
1) hEPO 41-57, V-P-D-T-K-V-N-F-Y-A-W-K-R-M-B-V-G,1) hEPO 41-57, V-P-D-T-K-V-N-F-Y-A-W-K-R-M-B-V-G,
2) hEPO 116-128, K-E-A-I-S-P-P-D-A-A-S-A-A,2) hEPO 116-128, K-E-A-I-S-P-P-D-A-A-S-A-A,
3) hEPO 144-166, V-Y-S-N-F-L-R-G-K-L-K-L-Y-T-G-E-A-C-R-T-G-D-R.3) hEPO 144-166, V-Y-S-N-F-L-R-G-K-L-K-L-Y-T-G-E-A-C-R-T-G-D-R.
Předběžná studia, týkající se imunizace, s použitím uvedených polypeptidů ukázaly poměrně slabou positivní odpověd pro hEPO 41-57, téměř žádnou odpověčl pro hEPO 116 až 128 a silnou positivní odpověčl na hEPO 144 až 166, měřeno schopností protilátek králičího séra srážek izolátu EPO z lidské moči, značené 1251. Předběžné studie in vivo všech tří peptidůPreliminary immunization studies using these polypeptides showed a relatively weak positive response to hEPO 41-57, almost no response to hEPO 116 to 128, and a strong positive response to hEPO 144 to 166, as measured by the ability of rabbit serum antibodies to EPO isolate from human urine, labeled 125 1 . Preliminary in vivo studies of all three peptides
- 123 neprokázaly téměř žádnou účinnost jednotlivě ani ve směsi.- 123 showed almost no efficacy either individually or in a mixture.
Sled aminokyselinových zbytků EPO savců, tak jak byl prokázán v příkladech, definuje primární strukturu úplného EPO, avšak specifický sled 165 aminokyselin opičího EPO v Tabulce V & 166 zbytků lidského EPO v Tabulce VI neomezuje rozsah použitelných polypeptidů podle vynálezu. Způsobem podle vynálezu je možno získat různé allelo7á formy EPO, které podle výsledků dřívějších výzkumů existují, například lidský gama-interferon, jak je možno srovnat s údaji, které hovoří o argeninovém zbytku v poloze č. 140 EPO nebo glutaminovém zbytku v poloze 140 v publikaci Gray a další, Nátuře, 295, strany 503 až 508 (1982). Vždy však běží o úplný” sled lidského gamma-interferonu. Alelové formy úplného EPO se mohou lišit od sebe navzájem a od sledů v tabulkách V a VI délkou sledu nebo tím, že některé zbytky jsou vynechány, nahrazeny, členěny nebo přidány s následnými změnami účinku a změnami glykosýlace. Jak již bylo uvedeno, jedna alelová forma lidského EPO patrně obsahuje zbytek methioninu v poloze 126. Je možno očekávat, že patrněThe sequence of mammalian EPO residues, as demonstrated in the examples, defines the primary structure of complete EPO, however, the specific sequence of 165 amino acids of monkey EPO in Table V & 166 of human EPO residues in Table VI does not limit the scope of useful polypeptides of the invention. According to the method of the invention, it is possible to obtain various allelic forms of EPO which, according to the results of previous research, exist, for example human gamma-interferon, as compared with data suggesting an argenin residue at position 140 EPO or a glutamine residue at position 140 in the publication. Gray et al., Nature, 295, pages 503-508 (1982). However, it is always a complete sequence of human gamma-interferon. The allelic forms of full EPO may differ from each other and from the sequences in Tables V and VI by sequence length or by omitting, replacing, segmenting or adding certain residues with consequent changes in effect and changes in glycosylation. As already mentioned, one allelic form of human EPO appears to contain a methionine residue at position 126. It can be expected that
124 existují ještě IRA genomu a sledy cERA, které jsou kódem pro alelové polypeptidy nebo prostě obsahují odlišné kodony k označení téhož polypeptidu.124 there are still IRA genomes and cERA sequences that encode allelic polypeptides or simply contain different codons to designate the same polypeptide.
Kromě přírodně se vyskytujících alelových forem úplného EPO zahrnuje vynález také další EPO-* -produkty, například polypeptidové analogy EPO a jeho fragmenty. Způsobem podle uveřejněných přihlášek Altona a dalších (například WO/83/O4O53/ ) je možno navrhnout a zkonstruovat geny pro mikrobiální expresi pihlypeptidů, jejichž struktura se liší od úp&ého EPO v jednom nebo ve větším počtu zbytků, a to jejich substitucí, přidáním uprostřed nebo na konci nebo vynecháním. Je rovněž možno uskutečnit modifikace genů mutogenesou a tak získat analogy a deriváty EPO. Tyto produkty mohou mít některé biologické vlastnosti, avšak liší se v dalších vlastnostech EPO. Některé produkty vynechávají aminokyseliny [Asn2, des-Pro2 až Ile8]hEPO, [des-Thr1^ až Arg1^].. hEPO a delta27-55hEPO, přičemž poslední látka má vypuštěný celý exon. Některé deriváty jsou stálejší mají proti hydrolýze a tím delší účinek, nebo je vypuště- 125 no jedno nebo větší počet míst pro glykosylaci, což může vést k větší účinnosti v případě produkce kvasinkami, nebo může být zbytek cysteinu nahrazen například flýstidinem nebo serinem, jako v analogu CHis^lhEPO a je možno je snáze izolovat nebo mají tyrosin nahrazený fenylalaninem, jako [Phe^^lhEPO, CPhe^lhEPO a [Fhe1^] hEPO a mohou se hůře nebo snáze vázat na receptory v cílových buňkách. Může také jit o fragmenty obsahující pouze část sledu úplného EPO a jen část účinnosti této látky, například vazbu na receptory a nikoliv erythropoetiekou účinnost. Zvláště významné jsou potenciální fragmenty sledu INA lidského genomu z tabulky VI, které jsou zvláštními doménami biologické účinnosti. Je nutno uvést, že neúčinnost in vivo nemusí znamenat léčebný nezdar nebo nedostatek antagonismu. Tento antagonismus může být užitečný v léčbě polycythemií při přebytku EPO, jak bylo popsáno v publikacích Adamson, Hosp. Practice, 18 (12),In addition to naturally occurring allelic forms of whole EPO, the invention also encompasses other EPO- * products, such as EPO polypeptide analogs and fragments thereof. According to the method of the published applications of Altona et al. at the end or by omission. It is also possible to modify genes by mutogenesis to obtain EPO analogs and derivatives. These products may have some biological properties, but differ in other EPO properties. Some products omit the amino acids [Asn 2 , des-Pro 2 to Ile 8 ] hEPO, [des-Thr 1 ^ to ž Arg 1 ^] .. hEPO and delta27-55hEPO, the latter having the entire exon deleted. Some derivatives are more stable against hydrolysis and thus longer, or one or more glycosylation sites are deleted, which may lead to greater efficiency in yeast production, or the cysteine residue may be replaced by, for example, flutidine or serine, as in Chis ^ lhEPO analog and may be more easily recovered or are tyrosine replaced with phenylalanine, such as [Phe lhEPO ^^, ^ CPhe lhEPO and [Phe 1 ^] hEPO and may be harder or easier to bind to receptors in target cells. They may also be fragments containing only part of the full EPO sequence and only part of the activity of this substance, for example receptor binding and not erythropoietic activity. Of particular interest are the potential fragments of the INA sequence of the human genome of Table VI, which are specific domains of biological activity. It should be noted that in vivo ineffectiveness does not necessarily mean treatment failure or lack of antagonism. This antagonism may be useful in the treatment of polycythemia in excess EPO, as described in Adamson, Hosp. Practice, 18 (12),
49-57 (1983), a Hellmann a další, Clin. Lab. Haemat.,49-57 (1983), and Hellmann et al., Clin. Lab. Haemat.,
5, 335 - 342 (1983).5, 335-342 (1983).
Podle dalšího způsobu podle vynálezu js možno získat klonované sledy INA, které jsou kódem proAccording to another method of the invention, cloned INA sequences encoding pro can be obtained
- 126 lidský a opičí EPO a které jsou cenné vzhledem k informacím, které podávají o sledu aminokyselin erythropoetinu savců, které předtím nebylo možno získat navzdory desetiletým analytických výzkumů přírodně se vyskytujících produktů. Sledy DNA je možno užít také pro syntézu erythropoetinu rekombinantním způsobem· Mimoto je možno je užít ke konstrukci virových a cirkulárních plasmidů, hostitelských buněk, a to prokaryotických i eukaryotických po transfekci nebo transformaci a buněk kvasinek i savců v kultuře, takže běží o nové a cenné metody pro pěstování uvedených buněk, které jsou schopné produkovat EPO a EPO-produkty. Sledy DNA jsou rovněž použitelné jako značené vzorky při izolaci EPO a DNA genomu, včetně cDNA, která je kódem pro tyto produkty. Prozatím není možno odhadnout, v jakém rozsahu je možno použít sledy INA podle vynálezu v syntéze bílkovin, například u hmyzu. Tyto sledy mohou dát vznik různým typům buněk savců, které pa]p mohou být eukarytickými hostiteli pro výrobu erythropoetinu a podobných produktů, jak bylo popsáno v publikaci Palmiter a další, Science, 222 (4625), 809-814 (1983).- 126 human and monkey EPOs and which are valuable for the information they provide on the mammalian erythropoietin amino acid sequence, which previously could not be obtained despite decades of analytical research on naturally occurring products. DNA sequences can also be used for recombinant synthesis of erythropoietin. methods for growing said cells which are capable of producing EPO and EPO-products. DNA sequences are also useful as labeled samples in isolating the EPO and DNA genomes, including the cDNA that encodes these products. It is not yet possible to estimate the extent to which the INA sequences of the invention can be used in protein synthesis, for example in insects. These sequences can give rise to various mammalian cell types, which can be eukaryotic hosts for the production of erythropoietin and similar products, as described in Palmiter et al., Science, 222 (4625), 809-814 (1983).
Je tedy zřejmé, že příklady, uvedené v při127 kládové části přihlášky, nemají sloužit k omezení rozsahu vynálezu, protože je zásadně možná řada modifikací a variací, vzhledem k tomu, že sledy LNA zahrnují cINA a sledy LNA genomu. Mohou tedy být kódem pro EPO, jako v příkladu 12, i pro jeho fragmenty a analogy, t.j. EPO-produkty, které mohou mít totožné některé biologické v/lastnosti s přírodním produktem, jiné však nikoliv.Thus, it is to be understood that the examples set forth in the preamble of the application are not intended to limit the scope of the invention, as many modifications and variations are possible in principle, since LNA sequences include cINA and LNA genome sequences. Thus, they may code for EPO, as in Example 12, as well as for its fragments and analogs, i.e. EPO-products, which may have the same biological properties as the natural product, but not others.
Je tedy zřejmé, že ΕΝΑ sledy podle vynálezu zahrnují všechny sledy, dovolující expresi v prokaryotických nebo eukaryotických hostitelských buňkách, přičemž produktem této exprese je polypeptid, který má alespoň část primární struktury EPO a jednu nebo větší počet jeho vlastností, může tedy jít o:Thus, it will be appreciated that the ΕΝΑ sequences of the invention include all sequences allowing expression in prokaryotic or eukaryotic host cells, the expression of which is a polypeptide having at least a portion of the primary structure of EPO and one or more of its properties, i.e.:
a) sledy LNA z tabulek V a VI,a) LNA sequences from Tables V and VI,
b) sledy LNA, které hybridizují se sledy v odstavci a) nebo jejich fragmenty a(b) LNA sequences that hybridize to the sequences in paragraph (a) or fragments thereof; and
c) sledy INA, které hybridizují se sledy z odstavce(c) INA sequences that hybridize to the sequences in paragraph
a) a b) z jiných důvodů než vzhledem k degeneraci genetického kódu.(a) and (b) for reasons other than due to the degeneracy of the genetic code.
Je nutno se zmínit o tom, že existující allelové opičí a lidské sledy genu pro EPO pravdě- 128 podobně hybridizují se sledy z tabulek V a VI nebo s jejich fragmenty. Mimoto geny SCEPO a ECEPO a sledy cIRA nebo INA genomu, které jsou kódem pro různé fragmenty a analogy EPO, mohou rovněž hybridizovat se svrchu uvedenými sledy INA. Tuto hybridizaci je možno provést za podmínek, které byly svrchu popsány, včetně naezujících podmínek.It should be noted that the existing allelic monkey and human EPO gene sequences are likely to hybridize to the sequences in Tables V and VI or fragments thereof. In addition, the SCEPO and ECEPO genes and the cIRA or INA genome sequences, which encode various EPO fragments and analogs, can also hybridize to the above INA sequences. This hybridization can be performed under the conditions described above, including pricing conditions.
Svrchu uvedené příklady osvětlují mikrobiální expresi EPO a expresi v buňkách savců, přičemž INA je včleněna do hybridního vektoru bakteriál/ního plasmidu a viru, bylo by však možno užít širokou škálu podobných systémů. Mohlo by jít například o vektory homogenního původu, vnesené do celé řady buněk# bakterií, kvasinek a savců v kultuře nebo o systémy, v nichž se nepoužívá vektorů, například při použití fosforečnanu vápenatého. Je zřejmé, že exprese například INA opičího původu se provádí v kultuře buněk opice nebo člověka a i když v tom případě běží o expresi exogenníB INA, je možno dosáhnout vysoké úrovně exprese, přestože neběží o INA, která má svůj původ v genomu hostitele. Systémy exprese podle vynálezu dále uvažují o tvorbě EPO a podobných produktů v cytoplasmě nebo membráně s následným nahromaděním, případně iThe above examples illustrate the microbial expression of EPO and expression in mammalian cells, with INA being incorporated into a hybrid vector of a bacterial plasmid and a virus, but a wide variety of similar systems could be used. These could be, for example, vectors of homogeneous origin introduced into a variety of bacterial, yeast and mammalian cells in culture, or systems in which no vectors are used, for example using calcium phosphate. It will be appreciated that expression of, for example, monkey INA is performed in monkey or human cell culture, and although exogenous INA is expressed in this case, high levels of expression can be achieved even though it is not INA that originates in the host genome. The expression systems according to the invention further consider the formation of EPO and similar products in the cytoplasm or membrane with subsequent accumulation, possibly also
129 v periplasmatickém prostoru bakterií nebo v supernatantu živného prostředí svrchu uvedených kultur * nebo v méně běžných systémech, například těch, které využívají P.aeruginosa podle publikace Gray a další, >129 in the periplasmic space of bacteria or in the culture supernatant of the above cultures * or in less common systems, for example those using P. aeruginosa according to Gray et al.,
Biotechnology, 2, strany 161 - 165 (1984).Biotechnology, 2, pp. 161-165 (1984).
Zlepšené metody hybridizaee podle vynálezu byly aplikovány na HíA/IKA, je možno je aplikovat ovšem také na RNA/RNA a ENA/HíA. Směsné vzorky mohou umožnit velké zlepšení hybridizaee s rychlejší izolací polynukleotidu. Může jít například o zlepšený přenos kolonií, o použití filtrů, podložených nylonem, například GeneScreen a GeneScreen Plus, které dovolují opakované použití, použití nových proteáz podle pu blikače Taub a další, Anal. Biochem, 126, str.The improved hybridization methods of the invention have been applied to H1A / IKA, but can also be applied to RNA / RNA and ENA / H1A. Mixed samples can allow great improvement in hybridization with faster polynucleotide isolation. For example, improved colony transfer, the use of nylon-based filters, such as GeneScreen and GeneScreen Plus, which allow reuse, the use of new proteases according to Taub et al., Anal. Biochem, 126, p.
222-230 (1982), použití# velmi nízkých koncentrací“ řádu 0,025 pikomolů celé řady směsných vzorků, napří* klad s obsahem více než 32 odlišných sledů a provádě, ní hybridizaee a dalšího zpracování za omezujících podmínek, tj. 4, s výhodou 2 °C od nejnižší vypočítané teploty pro každý vzorek. Tato zlepšení mohou zajistit výsledky, které nebylo možno dříve očekávat. Je tedy zřejmé, že zlepšení, dosažené způsobem podle vynálezu, je velmi podstatné vzhledem k tomu, že222-230 (1982), the use of # very low concentrations of the order of 0.025 picomoles of a number of mixed samples, for example containing more than 32 different sequences and performing hybridization and further processing under restrictive conditions, i.e. 4, preferably 2 ° C from the lowest calculated temperature for each sample. These improvements may deliver results that were not previously expected. It is thus clear that the improvement achieved by the process according to the invention is very substantial since
- 130 směsné vzorky, které obsahují čtyřnásobný počet různých sledů, ve srovnání s tím, co bylo až dosud provedeno, bylo možno s úspěchem užít k izolaci jediného sledu genu ze směsi, která obsahovala 1 500 000 plaků fágu. Tohoto výsledku bylo dosaženo v podstatě souběžně s publikovaným názorem Andersona a dalších ve svrchu uvedeném článku, totiž že ... tento způsob je nepraktický a neproveditelný pro izolaci genu pro bílkoviny savců v případě, že není k dispozici odpovídající RNA.- 130 pooled samples, which contain four times the number of different sequences, have been successfully used to isolate a single gene sequence from a mixture that contained 1,500,000 phage plaques compared to what has been done so far. This result was achieved essentially in parallel with the published opinion of Anderson and others in the above article, namely that ... this method is impractical and impractical for isolating a gene for mammalian proteins in the absence of adequate RNA.
PATENTOVÉPATENTS
Claims (35)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US65584184A | 1984-09-28 | 1984-09-28 | |
US06/675,298 US4703008A (en) | 1983-12-13 | 1984-11-30 | DNA sequences encoding erythropoietin |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ443885A3 true CZ443885A3 (en) | 1996-09-11 |
CZ281542B6 CZ281542B6 (en) | 1996-11-13 |
Family
ID=27097052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS854438A CZ281542B6 (en) | 1984-09-28 | 1985-06-18 | Dna chain used for assuring expression of polypetide product |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1016795B (en) |
CZ (1) | CZ281542B6 (en) |
FI (1) | FI93470C (en) |
GE (1) | GEP19991639B (en) |
GR (1) | GR852245B (en) |
HU (1) | HU204889B (en) |
NO (1) | NO852384L (en) |
PT (1) | PT81213B (en) |
SK (1) | SK443885A3 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106608906A (en) * | 2015-10-22 | 2017-05-03 | 天津药物研究院有限公司 | Preparation of annular polypeptide with function of stimulating erythrocyte generation and application thereof |
-
1985
- 1985-06-13 NO NO852384A patent/NO852384L/en unknown
- 1985-06-14 FI FI852377A patent/FI93470C/en not_active IP Right Cessation
- 1985-06-18 CZ CS854438A patent/CZ281542B6/en not_active IP Right Cessation
- 1985-06-18 SK SK4438-85A patent/SK443885A3/en unknown
- 1985-06-18 HU HU852404A patent/HU204889B/en unknown
- 1985-06-19 CN CN85106191A patent/CN1016795B/en not_active Expired
- 1985-09-16 GR GR852245A patent/GR852245B/el unknown
- 1985-09-27 PT PT81213A patent/PT81213B/en unknown
-
1993
- 1993-07-09 GE GEAP1993984A patent/GEP19991639B/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI93470B (en) | 1994-12-30 |
SK279959B6 (en) | 1999-06-11 |
FI93470C (en) | 1995-04-10 |
FI852377L (en) | 1986-03-29 |
CZ281542B6 (en) | 1996-11-13 |
HU204889B (en) | 1992-02-28 |
PT81213B (en) | 1987-09-30 |
GR852245B (en) | 1986-01-17 |
PT81213A (en) | 1985-10-01 |
HUT40694A (en) | 1987-01-28 |
NO852384L (en) | 1986-04-01 |
GEP19991639B (en) | 1999-03-23 |
CN85106191A (en) | 1987-07-29 |
CN1016795B (en) | 1992-05-27 |
SK443885A3 (en) | 1999-06-11 |
FI852377A0 (en) | 1985-06-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5547933A (en) | Production of erythropoietin | |
US5756349A (en) | Production of erythropoietin | |
US4703008A (en) | DNA sequences encoding erythropoietin | |
EP1274728B1 (en) | Methods and compositions for the prevention and treatment of anemia | |
US8268588B2 (en) | Methods and compositions for the prevention and treatment of anemia | |
CZ443885A3 (en) | Dna sequence used for assuring expression of polypeptide product | |
RU2261276C2 (en) | Isolated dna molecule encoding human erythropoietin (variants), expressing plasmid or viral dna-vector, glycoprotein erythropoietin (variants) and method for its preparing, pharmaceutical composition (variants), mammalian cell line (variants) | |
CA1341607C (en) | Production of erythropoietin | |
DK172611B1 (en) | DNA sequence encoding erythropoietin, vector which includes the sequence, host which is transformed or transfected with the sequence, polypeptide product of the expression of the sequence in such a host, process for preparing the polypeptide product, a pharmaceutical preparation which comprises the polypeptide product, and the use of the polypeptide product for producing a pharmaceutical for erythropoietin therapy. | |
AU1974001A (en) | Production of erythropoietin | |
AU4252400A (en) | Production of erythropoietin | |
LT4012B (en) | Process for the preparation of polipeptides |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
MK4A | Patent expired |
Effective date: 20050618 |